Экологические проблемы топливно – энергетического комплекса by Донецкий политехник (Донецкий национальный технический университет)

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" ФАКУЛЬТЕТ ЭКОЛОГИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ КАФЕДРА «ПРИРОДООХРАННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ»

Научная конференция

«ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТОПЛИВНО – ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА»

Сборник научных трудов

21 марта 2019 года Донецк

Научная конференция

«ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТОПЛИВНО – ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА»

Сборник научных трудов

Донецк, 21 марта2019 года

3 УДК 622.261

«Экологические проблемы топливно – энергетического комплекса», научная конференцияв ,сборник научных трудов(21 марта 2019 г., Донецк) / ред. В.Н. Артамонов, И.А. Павлюченко - Донецк, ДонНТУ, 2018 г.- 48 с.

Доклады ученых, сотрудников, аспирантов и студентов по экологическим проблемам топливно-энергетического комплекса. Предназначено для аспирантов и студентов обучающихся по направлению подготовки «Техносферная безопасность»., «Экология природопользования». Стиль и орфография сохранены. Рекомендовано к изданию ученым советом факультета экологии и химической технологии. Протокол № 7 от 13.03.2019

Редакторы:

проф., к.т.н. Артамонов В.Н. асс. Павлюченко И.А.

Ответственный за выпуск:

к.н.гос.упр., доц. Шафоростова М.Н.

ДонНТУ, 2019

Содержание 1.

Андрийко В.А., Андрийко Т.В. ЗЕМЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

И ПОЧВЫ ДОНЕЦКОЙ ОБЛАСТИ. 2.

Бородько

Э.Ю.,

Макеева

РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Д.А.

УЧЁТОМ

УПРАВЛЕНИЕ

КОМПЛЕКСНОГО

АЛЬТЕРНАТИВНЫХ

ИСТОЧНИКОВ

ЭНЕРГИИ. 3.

Герасимюк

В.К.,

Матлак

Е.С.

ЗОНИРОВАНИЕ 13

ТЕРРИТОРИИ РЕГИОНА - СОСТАВЛЯЮЩАЯ РЕАЛИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННОГО

ВАРИАНТА

РАЗВИТИЯ

СФЕРЫ

ОБРАЩЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ БЫТОВЫМИ ОТХОДАМИ. 4.

Грачёва О.Д., Тимоханова И.А., Артамонов В.Н. 16

СТРУКТУРА

НАНЕСЕНИЯ

УЩЕРБА

ОКРУЖАЮЩЕЙ

ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ПРИ ТЕХНОГЕННЫХ АВАРИЯХ И КАТАСТРОФАХ. 5.

Кравцова А.А., Мартынова Е.А. ШАХТА «ПРОГРЕСС» 21

ГП «ТОРЕЗАНТРАЦИТ» КАК ИСТОЧНИК НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ. 6.

Лантух М.Р., Ефимов В.Г. НЕФТЯНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ 25

– АКТУАЛЬНАЯ МИРОВАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА. 7.

Лесков

В.С.,

Козырь

Д.А.

ПЕРСПЕКТИВЫ 28

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШАХТНЫХ ВОД ЛИКВИДИРУЕМЫХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МИНЕРАЛЬНОЙ ВОДЫ. 8.

Мордась А.А., Артамонов В.Н. О НЕОБХОДИМОСТИ 35

РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ПРИ ЗАКРЫТИИ ШАХТ.

Сергиенко В.В., Павлюченко И.А. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ 38

ПРОБЛЕМЫ ДОНБАССА, ВЫЗВАННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ. 10. Спащук Д.В., Макеева Д.А. О ЗНАЧИМОСТИ ПРОЦЕДУРЫ 41 ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СЕРТИФИКАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ. 11. Степанов

Д.

А.,

ФОРМИРОВАНИЯ

Романова РЕАЛИЗАЦИИ

В.Ю. В

ПРОБЛЕМЫ 43

РАМКАХ

ТЭК

ДОНБАССА ИННОВАЦИОННЫХ СТРАТЕГИЙ 12. Тимоханова

И.

ФОРМИРОВАНИЕ

А.,

Грачева

ПЛАНА

О.

Д.,

Артамонов

МЕРОПРИЯТИЙ

ПО

В.Н. 46

ОХРАНЕ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕНОСТИ. 13. Ромашко А.Ю., Гридин С.В. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ 48 РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО АГРЕГАТА. 14. Шаповалов

Д.С.,

Павлюченко

И.А.

ПЕРСПЕКТИВЫ 51

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШАХТНОЙ ПОРОДЫ НА ТЕРРИТОРИИ ДОНБАССА. 15. Юрченко В.В., Недопекин Ф.В. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ 55 РЕАЛИЗАЦИИ РАМКАХ ДОНБАССА.

НИЗКОУГЛЕРОДНЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

КОМПЛЕКСА

ЗЕМЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ И ПОЧВЫ ДОНЕЦКОЙ ОБЛАСТИ Андрийко В.А., Андрийко Т.В. Донецкий национальный технический университет Проанализированы земельные ресурсы области на соответствие санитарным и экологическим нормам. Данные мониторинга почв в городах и сельских районах области подтверждают факт загрязнения природной среды многими вредными химическими веществами. Приведены приоритеты в области улучшения качества земельных ресурсов и почв в Донецкой области. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:ПОЧВА,, ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ, ДЕГРАДАЦИЯ. Современное экологическое состояние земель и почвенного покрова Донецкой области сформировалось под воздействием градостроительного и индустриального развития региона, а также в результате сельскохозяйственной деятельности. В течение десятков лет территории области, занятые городами, промышленными зонами и сельхозугодьями, увеличивались, а площадь естественного почвенно-растительного покрова постепенно сокращалась. С начала 90-х годов XX столетия структура земельного фонда области стабилизировалась. Земельный фонд региона, согласно данных областного управления земельных ресурсов, составляет 2751,7 тыс. га. Наибольшая доля земель приходится на сельскохозяйственные угодья, в структуре которых 81% площадей отведено под пашню [1]. Интенсивная сельскохозяйственная деятельность и природно-климатические условия приводят к значительной эрозии почв. Деградирующие по разным причинам земли составляют 85,8% общей площади сельскохозяйственных земель, а деградирующие пашни – около 90% общей площади пашни по области. Высокая эродированность почвенного покрова наблюдается в Артемовском, Тельмановском, Старобешевском, Першотравневом, Володарском, Славянском, Шахтерском и Марьинском административных районах. В настоящее время площади нарушенных земель возрастают, что говорит о недостаточных объемах работ по рекультивации. Кроме эрозии, основные неблагоприятные воздействия на земельные ресурсы и почвы связаны также с засолением и подтоплением земель, нарушением природных ландшафтов, потерей органических веществ и уменьшением почвенного биоразнообразия. Одной из основных причин деградации агроландшафтов области, является высокое освоение и распаханность территории. В среднем по Донецкой области этот показатель равен 63,6%. Ежегодно в регионе проводятся анализы нескольких десятков тысяч проб почв на соответствие санитарным и экологическим нормам. Гигиеническое значение почвы чрезвычайно велико и многогранно. Почва является

главным элементом биосферы, где происходит миграция и обмен химических веществ. В Донецкой области практически все почвы (более 95%) относятся к классу техногенно измененных в результате интенсивной промышленной и сельскохозяйственной деятельности. Для почв городов региона характерны: - очаговая загрязненность тяжелыми металлами и нефтепродуктами, - нарушение кислотно-щелочного баланса и физико-механических свойств (пониженная влагоемкость, повышенная уплотненность грунта, каменистость), - наличие включений строительного и бытового мусора, - низкое содержание в почвах питательных элементов, что связано с интенсивной техногенной нагрузкой. Все это ведет к ухудшению санитарно-гигиенических, экологических и биосферных функций городских ландшафтов [2]. Например, такой показатель, как удельный вес проб почв с превышением гигиенических нормативов, в общем количестве проб по тяжелым металлам, больше в городах (50%) по сравнению с сельскими районами (31%). Аналогичный показатель, характеризующий уровень загрязнения почв остаточными количествами пестицидов, в городах и сельских районах приблизительно одинаков и составляет 6 - 8%. Наиболее высокий уровень загрязнения почв пестицидами отмечен в городах Артемовск, Харцызск, Макеевка, Горловка и Дружковка, а также в Марьинском и Ясиноватском районах. Высокое загрязнение почв ртутью наблюдается в городах Горловка (5,7 мг/кг, Дзержинск (3,2 мг/кг), Мариуполь, Енакиево и Константиновка (по 2,6 2,8 мг/кг). Свинец, занимающий по своей токсичности второе место после ртути, достаточно широко распространен в почвах всех районов Донецкой области. Это обусловлено повсеместным присутствием источников свинца в городах: автомобильным транспортом, металлургическими и коксохимическими производствами, угольными котельными и т. д. В сельской местности содержание свинца в почвах связано с выпадением пыли промышленных предприятий и использование свинец содержащих пестицидов и гербицидов. Среднее содержание свинца почти в 3 раза выше в почвах городов (96,8 мг/кг) по сравнению с сельскими районами (35,4 мг/кг). Однако имеются очаги загрязнения почв с очень высоким содержанием этого металла. Такие участки отмечены в городах Константиновка (453,1 мг/кг), Дружковка (242,5 мг/кг) и Мариуполь (145,4 мг/кг). Во всех городах региона содержание свинца в почвах превышает гигиенические нормы. Цинк широко распространен в антропогенно измененных почвах Донбасса. Среднее содержание цинка в почвах городов (228,1 мг/кг) более чем в 3 раза больше его содержания в почвах сельской местности (60,8 мг/кг). Самые высокие уровни загрязнения почв цинком зафиксированы в

городах Константиновка (850,0 мг/кг), Славянск (450,0 мг/кг) и Артемовск (352,1 мг/кг). Содержание марганца в почвах городов региона (2296 мг/кг) в 2 раза выше, чем в сельской местности (1274 мг/кг), где уровень марганца в почвах не превышает действующих гигиенических норм. Однако в городах Дружковка (12560 мг/кг), Мариуполь (5438 мг/кг) и Енакиево (3672 мг/кг) имеются области с высоким содержание марганца. Хром, являющийся одним из самых опасных канцерогенов, распространен в черноземных почвах области. Фоновая концентрация хрома (96,0 мг/кг) относительно велика (более 16 ПДК), так же как и соответствующий кларк. Основным техногенным источником поступления хрома в окружающую среду являются предприятия по производству феррохрома, металлургические, цементные и коксохимические заводы, тепловые электростанции и угольные котельные. В регионе уровень загрязнения хромом относительно равномерный: в городах в среднем (226,0 мг/кг) его концентрация в почвах в 1,3 больше, чем в сельских районах (198,5 мг/кг), хотя наблюдаются высокие концентрации хрома в почвах городов Мариуполь (1012 мг/кг), Славянск (651 мг/кг) и Енакиево (408 мг/кг). Выводы. Таким образом, данные 35 - летнего мониторинга почв в 19 городах и 14 сельских районах области, подтверждают факт высокого загрязнения природной среды многими вредными химическими веществами [3]. Приоритеты в области улучшения качества земельных ресурсов и почв в Донецкой области: 1) увеличение площади рекультивируемых земель и обеспечение с 2020 года тенденции снижения количества нарушенных земель; 2) существенное увеличение количества агротехнических мероприятий по защите почв от эрозии и засухи, а также по повышению плодородия земель; 3) перевод под лесные насаждения деградированных сельскохозяйственных земель области; 4) обеспечение к 2025 году 100 % рекультивации отработанных предприятиями земель; 5) создание системы управления качеством почв в регионе. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1.Земля тревоги нашей. По материалам Докладов о состоянии окружающей природной среды в Донецкой области в 2014 – 2015 годах / Под редакцией С.Третьякова, Донецк, 2015. – 128 с. 2.Джонсон Д.Б., Вильямсон Дж. К. Сохранение минерального азота в восстановленных почвах на добытых открытым способом территориях угольной шахты. Европейский журнал изучения почвы, 1994; том 45, №3, стр. 311-317. 3.Экологические проблемы Донецкого региона / Шевченко Владимир // Наш выбор. – 2004. - №1. – С.40 – 43.

УПРАВЛЕНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕМ С УЧЁТОМ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ Бородько Э. Ю., Макеева Д. А. Донецкий национальный технический университет Рассмотрена шахтная вода Донбасса как источник электроэнергии. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ВОДА, ВЕТЕР, ШАХТА, ГИДРОЭНЕРГИЯ, ЭНЕРГИЯ, УГОЛЬ, ВОДОПРИТОК, ГЛУБИНА. На территории Донбасса проблема шахтных вод является очень важной. Это связанно с нерациональным использованием этой воды. За много лет добычи угля на Донбассе было закрыто множество шахт, которые уже не приносят прибыли, но в обслуживании нуждаются, в том числе, в откачке воды. Данные мероприятия не выгодны как с точки зрения государства, так и с точки зрения граждан, живущих рядом с закрытыми шахтами. Вода из шахт не очищается для использования в питьевых целях, а из-за её высокоминерализованности не пригодна для хозяйственного пользования. Но благодаря использованию возобновляемой энергии, ситуация может поменяться в лучшую сторону. За счет энергии ветра вода из шахт будет превращаться в электрическую энергию, что позволит шахте себя обслуживать без посторонней помощи, а также продавать избыточную электроэнергию населению. На протяжении последних двух десятилетий формирование экологической обстановки в Донбассе и других угледобывающих регионах во многих случаях связывается с закрытием и затоплением шахт. Последствия установления нового техногенного режима подземных вод при затоплении шахт могут быть весьма негативными и не всегда предсказуемыми. Среди них: - развитие деформаций земной поверхности, связанных с обводнением горных пород и снижением их прочностных связей, образование провалов, воронок, оползней; - активизация процесса сдвижения вследствие подъема уровня затопления, увлажнение и возобновление процесса обрушения горных пород вследствие уменьшения их прочности, что приводит к нарушению метастабильного геомеханического состояния подработанного массива горных пород; - подтопление и затопление подработанных территорий; - повреждение зданий и промышленных сооружений; - загрязнение подземных и поверхностных вод, в том числе и используемых для питьевого водоснабжения;

- засоление и загрязнение почво-грунтов сельхозугодий; - возникновение и расширение ореолов загрязнения подземных вод и грунтов пестицидами и другими химическими отравляющими веществами вследствие бесконтрольного их складирования и хранения. Слабая предсказуемость масштаба последствий ликвидации и затопления шахт обусловливается наложением других факторов длительного техногенного воздействия на окружающую среду – интенсивного развития промышленного и гражданского строительства, гидротехнических и гидромелиоративных сооружений, транспортных сетей [1]. Исходя из вышесказанного, важное значение приобретает необходимость в обосновании и решения данной проблемы, а именно преобразование шахтных вод в энергию с помощью возобновляемых источников энергии. Возобновляемая энергия, также называемая «альтернативной энергией» - это энергия, вырабатываемая из естественного источника, который не истощается при использовании, такого, как энергия ветра. Возобновляемая энергия приобрела популярность, поскольку она не наносит вреда окружающей среде. Рынок возобновляемых источников энергии процветает во всем мире и, по прогнозам, превзойдет использование ископаемого топлива благодаря таким факторам, как падение цен и Парижское климатическое соглашение. Многие рассматривают его как путь к смягчению последствий изменения климата, частично вызванной проблемой широкого использования ископаемых видов топлива, таких, как уголь [5]. В настоящее время у нас строятся как очень простые по конструкции ветродвигатели, так и весьма сложные, очень мощные установки по использованию самой дешевой энергии — энергии ветра. Устройство всех этих ветряков позволяет использовать ветер с самыми различными скоростями и добиваться в то же время равномерного получения механической или электрической энергии. Ветер - энергия ветра используется с помощью ветровых турбин. Ветер вращает лопасти турбины, которые затем поворачивают генератор для выработки электроэнергии. Одна большая турбина может питать около 3000 домов [5]. Чтобы лучше понять, как ветряк и водяная турбина помогают друг другу в работе, представим себе ветро-гидродвигатель в действии. В ветряные дни работает ветряк. Водяная турбина в это время выключена, вода в неё не поступает (канал закрыт). В случае если ветер прекращается, с ним прекращает свою работу и ветродвигатель, в этом случае его сменяет турбина. Тогда ветро-гидродвигатель пускает воду по каналу в шахту. Падая с высоты, вода приобретает огромную силу и легко приводит в

движение лопасти водяной турбины. Генератор турбины начинает вырабатывать электрическую энергию, а отработанная вода стекает в подземный резервуар. Расчеты показали, что в генераторе турбины, если через неё в одну секунду проходит всего один стакан воды, будет вырабатываться более двух киловатт мощности. Так турбина может работать в безветренные дни. В момент возобновления работы ветряка, подача воды в турбину прекращается. Воду, затопившую подземный резервуар, можно выкачать наверх с помощью насоса, работающего от ветряка во время ветра. На эту работу затрачивается лишь часть вырабатываемой ветродвигателем электроэнергии, так что остальная энергия может использоваться потребителями. Когда вся вода из резервуара шахты будет поднята наверх, турбина снова будет готова к работе. Ветродвигатели пригодны лишь в тех местностях, где по крайней мере 150—180 дней в году дует ветер. При изучении более внимательно ветра в различных местах, выяснилось, что в очень многих областях каждый год в одно и то же время ветер дует постоянно и безветренная неделя в большинстве мест почти не встречается [2]. Данная технология уже разработана и осуществляется на примере шахты Проспер-Ханиэль в Ботропе Германия. Штат Северный Рейн-Вестфалия намерен превратить свою каменноугольную шахту Проспер-Ханиэль город Ботропе в гидроаккумулирующую электростанцию мощностью 200 МВт . По словам губернатора штата Ханнелоре Крафт, объект будет работать как батарея, и его будет достаточно для питания более 400 000 домов. Другие шахты также могут быть переоборудованы после ProsperHaniel, потому что государству необходимо больше промышленных хранилищ, так как оно стремится удвоить долю возобновляемых источников энергии в своем энергопотреблении до 30 процентов к 2025 году. Северный Рейн-Вестфалия генерирует треть энергии Германии. Консорциум, выполняющий проект Prosper-Haniel, в который входят Университет Дуйсбург-Эссен и владелец рудника RAG AG, уверен, что шахта пригодна для использования в качестве насоса для хранения. В соответствии с планом компании предусматривается создание резервуаров выше и ниже закрытой шахты. Когда это необходимо для компенсации неустойчивой ветровой энергии, можно погружать до 1 миллиона кубических метров воды на глубину до 1200 метров, вращая турбины у подножия шахты. Горнодобывающий комплекс состоит из 26 километров горизонтальных стволов[3][4].

На территории Донбасса разработка угля ведётся на глубине 400-800 м, некоторые шахты достигли глубины 1000 м и более. Рисунок 1. Донецкий бассейн. Карта производственных объединений Осадочная толща содержит многочисленные водоносные горизонты (в основном в песчаниках и известняках). Мощность их в песчаниках несколько десятков метров. При пересечении горными выработками водоносных горизонтов водоприток равен десяткам, реже сотням м3/ч. Средний водоприток по Донбассу 50100 м3/ч, коэффициент водообильности 2,8 (по отдельным районам от 1,3 до 5,0). С увеличением глубины приток трещинных вод уменьшается, а ниже 600 м иногда совсем прекращается. Шахтные воды агрессивны, повышенной кислотности и жёсткости. Когда спрос низкий, электричество из электросети используется, чтобы перекачать воду в верхний резервуар. Когда спрос на электроэнергию повышается, вода сбрасывается в нижний резервуар. Когда вода перетекает по тоннелю, или по трубе, в нижний резервуар, она приводит в действие турбину подземной электростанции, которая превращает потенциальную энергию в электричество. Вывод: Комбинация такой недорогой и «опытной» технологии хранения энергии как гидроаккумуляция, вместе с использованием ветровой генерации может стать очень перспективной для Донбасса. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Питаленко, Е.И., Артеменко, П.Г., Педченко, С.В., Ягмур, А.Б. Время затопления шахт - УкрНИМИ НАНУ – Донецк, 2007 – 8 с. Режим доступа: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/13967/14-Pitalenko.pdf?sequence=1 2. Мезенцев, В.А. Ветер – М.:ВИМВС СССР, 1948. – 86 с. Режим доступа: https://collectedpapers.com.ua/ru/wind/blakitne-vugillya 3. Угольная шахта будет преобразована в гидроэлектростанцию мощностью 200 МВт International Digital Editor, 2017 Режим доступа: https://www.powerengineeringint.com/articles/2017/03/coal-mine-to-be-transformed-into200-mw-pumped-hydro-plant.html 4. Лотарингия Чоу Германия превращает угольную шахту в гигантскую аккумуляторную батарею для избыточной солнечной и ветровой энергии, 2017. Режим доступа: https://www.ecowatch.com/coal-mine-hydroelectric-2321724350.html 5.Solar Aid Возобновляемая энергия. Режим доступа: https://solar-aid.org/renewableenergy/?gclid=CjwKCAiA45njBRBwEiwASnZT52I2vvsOT8skoq2avAubyL3RhbjhCe64Bjk jCSHGtmnYJOCrhsS6KxoCIdYQAvD_BwE 6.Горная энциклопедия. Донецкий угольный бассейн. Режим доступа: http://www.mining-enc.ru/d/doneckij-ugolnyj-bassejn/

ЗОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ РЕГИОНА СОСТАВЛЯЮЩАЯ РЕАЛИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННОГО ВАРИАНТА РАЗВИТИЯ СФЕРЫ ОБРАЩЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ БЫТОВЫМИ ОТХОДАМИ Герасимюк В.К. , Матлак Е.С. Донецкий национальный технический университет Проанализирована ситуация в области обращения с твердыми бытовыми отходами. Предложен способ зонирования территории, как основа реализации инновационного варианта развития сферы обращения с твердыми бытовыми отходами. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: УТИЛИЗАЦИЯ, ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ, ОТХОДОПЕРЕРАБОТКА, ОТХОДОПОДГОТОВКА, ЗОНИРОВАНИЕ, ТЕХНОПАРК, ТБО, ИНВЕСТИЦИИ. В мегаполисе Донецк-Макеевка ежегодно образуется 1,4 млн. т твердых бытовых отходов (ТБО), 96% которых захороняется на полигонах. Система раздельного сбора ТБО не внедрена. Утилизации и обезвреживанию подвергается не более 4% общего объема отходов. Применяемые в регионе меры носят локальный (несистемный) характер и не позволяют кардинально изменить ситуацию в сфере обращения с ТБО, создать современную отходоперерабатывающую отрасль экономики Донбасса [1]. С учетом результатов анализа сложившейся ситуации, кафедра «Природоохранная деятельность» ДонНТУ разработала концепцию по развитию сферы обращения с ТБО в Донецком регионе, которая включает три сценария: инерционный, переходной и инновационный [2].

Рисунок 1 – Принципиальная схема реализации инновационного варианта обращения с ТБО на региональном уровне.

Инновационный вариант, рис.1, предполагает качественные изменения по основным параметрам развития сферы обращения с отходами. Он основан на европейской концепции комплексного управления отходами (КУО), инициатив «Zero Waste» и «4 R», а также ресурсном подходе [3]. По нашему мнению основу реализации инновационного варианта развития сферы обращения с отходами должно составлять «зонирование территории региона». Зонирование территории (зонинг) – способ использования территории для различных общественных потребностей, при котором целевое назначение и правила достижения цели устанавливается не для одного участка, а для группы смежных участков, составляющих функциональную зону [4]. Зонирование территории осуществляется по принципу отнесения: - во-первых, нескольких муниципальных районов или городских округов, где осуществляется селективный сбор ТБО, к одному из межмуниципальных экологических отходоподготовительных комплексов (МЭОПК), на котором производится вторичная сортировка ТБО, обработка утилизируемых компонентов и другие операции; - во-вторых, нескольких МЭОПК, к одному из региональных отходоперерабатывающих (индустриальным парком, технопарком), на котором либо создается новая продукция или высококачественное сырье. Зонирование базируется на основе анализа существующего положения по следующим признакам: - географическому; - экономическому (определение затрат); -инженерно-технологическому (учитывает степень развития инфраструктуры, системы сбора и утилизации отходов, логистику, наличие производственных мощностей по переработке вторичного сырья); -административно-управленческому (возможности взаимодействия муниципалитетов в рамках законодательства); -техническому (подбор типового оборудования). Для принятия решения о зонировании муниципальных образований в регионе, расчета экономической эффективности решений в соответствии с перечисленными критериями, важно предварительно определить объемы образования отходов в муниципальных образований с разбивкой по административному делению, их морфологический состав. Расчет объемов образования ТБО, образующихся в муниципальных образованиях допускается определять на основании экстраполированных значений норм накопления ТБО, рекомендованных ГОСТ Р 51617- 2000 [8] и СНиП 2.07.01-89. На территории региона может быть создано несколько МЭОПК.

Зонирование территории региона, при реализации инновационного сценария, позволяет: - объединить бюджеты всех уровней; -привлечь инвесторов для строительства межмуниципальных экологических отходоподготовительных комплексов (МЭОПК); -минимизировать расходы республиканского и муниципальных бюджетов; -обеспечить максимально возможный (в пределе 100%) охват населения планово-регулярной санитарной очистки: селективным сбором и вывозом бытовых отходов; -реализовать возможность приобретения полного набора современной специальной техники и манёвра при её эксплуатации; -минимизировать строительство новых полигонов для захоронения отходов; -максимально загрузить другие базовые (рекуперационные) предприятия для переработки вторичного сырья; -в конечном итоге, при оптимальных бюджетных затратах, а также на основе частно-государственного партнерства с инвесторами обеспечить комплексное решение проблем в сфере обращения с отходами, сформировать условия для устойчивого и интенсивного развития нового перспективного сектора (кластера) в экономике Донбассаотходоутилизации (отходопереработки), а также повысить экологическую безопасность региона, увеличить его рекреационную способность, создать новые рабочие места. Выводы: такой вариант обращеия с ТБО является наиболее эффективным и перспективным, он позволит решить актуальную проблему отходов. В работе учтены основные риски, которые могут негативно повлиять на реализацию данного проекта. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Доклад о состоянии окружающей среды на территории Донецкой Народной Республике. Государственный комитет по экологической политике и природным ресурсам при главе ДНР.- Донецк, 2018- 60 стр. 2. Матлак Е.С, Шафоростова М.Н. Инновационный вариант развития сферы обращения с твердыми бытовыми отходами в Донецком регионе [электронный ресурс]: материалы 2-ой международной конференции, 25-26 мая 2016; г. Донецк, Т4: Перспективы развития экономики; 3. Мюррей Р. Цель – «Zero Waste» (перевод с анг.).- М.; ОМНО «Совет Гринпис», 2004; 4. Осыкина Н.В. Генеральная схема очистки территории.- «ООО НВЦ Энергоактив», 2014.- 225с; 5. Дорожко С.В, Гнедов А.Н, Калиновская И.А. Управление твердыми бытовыми отходами: Научно-практическое издание.- Минск: Орех, 2010.-214с.

СТРУКТУРА НАНЕСЕНИЯ УЩЕРБА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ПРИ ТЕХНОГЕННЫХ АВАРИЯХ И КАТАСТРОФАХ Грачёва О.Д., Тимоханова И.А., Артамонов В.Н. Донецкий национальный технический университет Предлагаются подходы к процессу рассмотрения формирования структуры ущерба окружающей среде при техногенных авариях и катастрофах, которые сопровождаются выбросами вредных веществ. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ПОДХОДЫ, СТРУКТУРА, УЩЕРБ, ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА, АВАРИИ, КАТАСТРОФЫ, ВЫБРОСЫ, ВРЕДНЫЕ ВЕЩЕСТВА. Техногенная экологическая катастрофа - это авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и т. д.), приведшая к весьма неблагоприятным изменениям в окружающей природной среде и, как правило, массовой гибели живых организмов и экономическому ущербу.[1] Техногенная катастрофа - это следствие умышленных или неумышленных действий человека (в большинстве случаев).[1] Основные причины аварий и катастроф: - просчеты при проектировании и недостаточный уровень обеспечения безопасности современных зданий; - некачественное строительство или отступление от проекта; - непродуманное размещение производства; - нарушение требований технологического процесса из-за недостаточной подготовки или недисциплинированности и халатности персонала.[1] В зависимости от вида производства, аварии и катастрофы на промышленных объектах и транспорте могут сопровождаться взрывами, выбросом радиоактивных веществ (стронций, плутоний), возникновением пожаров т.п.[1] Целью данных исследований – является разработка структуры нанесения ущерба ОПС при техногенных авариях и катастрофах, определение природы техногенных катастроф, выявить их причины, последствия и выявить влияние на жизнь и здоровье граждан. Основные задачи исследования: - выявить общие проблемы возникновения техногенных катастроф, изучить их характер и проявление в ОПС; - рассмотреть понятие связанные с техногенными катастрофами и предложить их классификацию; обосновать причины техногенных катастроф и пути их предотвращения. Объект исследования: Техногенные аварии и катастрофы и их влияния на ОПС. Предмет исследования: структура ущерба ОПС при техногенных авариях и катастрофах.

Аварии и катастрофы по характеру их проявления подразделяют на несколько групп и их классификация представлена на рис. 1.

Рисунок 1 – Классификация аварий и катастроф по характеру их проявления Основные причины, вызывающие аварии и катастрофы техногенного характера: -

износ технологического оборудования, транспортных средств и основных

производственных

фондов,

достигающий

некоторых

отраслях

промышленности 90% и более; -

недостаточный выпуск и низкий уровень качества приборов

обнаружения и контроля опасных и вредных факторов, а также средств коллективной и индивидуальной защиты от этих факторов; -

недостаточная технологическая надежность систем обеспечения

безопасности в промышленности, на транспорте, в энергетике, сельском хозяйстве, а также систем управления; -

недостаточность и несогласованность в осуществлении мер по

предотвращению аварий и катастроф, уменьшению возможных людских потерь и материального ущерба; - размещение вредных производств и потенциально опасных объектов в непосредственной близости от жилых зон и систем их жизнеобеспечения; -

недостаточный

контроль

производств и объектов;

за

состоянием

потенциально

опасных

резкое уменьшение объемов строительства и производства

коллективных и индивидуальных средств защиты для персонала объектов экономики и населения; -

отсутствие необходимого количества локальных систем оповещения

об авариях на потенциально опасных объектах [2]. Поскольку техногенные катастрофы детерминированы человеческим фактором, то проводится по их профилактике: ведется тестирование техники на

вопрос

её

обслуживающего

износа,

проверяется

персонала.

дисциплина

Поскольку

профессионализм

полностью

предотвратить

возможность техногенной катастрофы нельзя, то необходимо предусмотреть мероприятия по своевременному оповещению о её возможном начале, планы её локализации, эвакуации населения из пострадавшего района и организация помощи пострадавшим и выжившим зоне бедствия (гуманитарная помощь) [3]. Человек также является живым организмом, но его безопасность имеет специфические особенности. Как разумное существо он создает собственную среду обитания, не похожую на природную, а значит имеющую опасности, каких в природной среде нет. На заре человечества людям угрожала опасности природных явлений,

другие

животные

организмы,

но в

последствии творцом опасностей стал сам человек, который искал способы защиты от этих опасностей. В то же время непрерывно изменялись и природные условия, менялся климат, появлялись новые представители биологического мира. Происхождение опасностей может быть различным природные, техногенные, антропогенные, биологические, экологические, социальные. Особенности структуры нанесения ущерба ОПС при техногенных авариях и катастрофах приведены в табл. 1.

Табл. 1 - Структура нанесения ущерба ОПС при техногенных авариях и катастрофах №

Характеристика положений

Это авария транспортного средства, повлекшая за собой гибель людей или причинившая пострадавшим тяжелые телесные повреждения, уничтожение и повреждение транспортных сооружений и средств или ущерб окружающей природной среде. ПОЖАР – это вышедший из-под контроля процесс горения, уничтожающий материальные ценности и создающий угрозу жизни и здоровью людей, а также окружающей среде. Взрывы - это горение, сопровождающееся освобождением большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) – ОХВ, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (выливе) которого может произойти заражение окружающей среды и поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).

Техногенные аварии и катастрофы

-во время транспортировки ядохимикатов, горючего. - выделение тепла при горении автомобиля, попавшего в аварию, происходит выброс вредных химических веществ. Транспортные аварии

Пожары и взрывы

На электроэнергетических сетях, долговременный перерыв электроснабжения Массовый выброс загрязняющих веществ, аварии на очистных сооружениях промышленных газов с массовыми выбросами загрязняющим веществам. В системах снабжения населения питьевой водой, на тепловых сетях системах горячего водоснабжения.

- образуется большое количество загрязняющих веществ ОПС; - выбросы огромного количества дыма и пыли вызывая загрязнения ОС; - увеличение парниковых газов; - деградация почв; - содержание радиоактивных веществ; - гибель рек и озёр.

- локальное заражение воздуха; - испарение АХОВ; - заражение источников воды; Аварии с выбросами АХОВ

4 Аварии РВ – это радиоактивные вещества. Аварии с ядерными боеприпасами, на АЭС на атомных энергетических установках. Обрушение зданий – это ЧС, возникшее из-за ошибок в проектировании, а так же в следствии природной или техногенной ЧС.

Ущерб ОПС

Аварии с выбросом РВ (испытания атомных бомб)

Обрушения зданий, сооружений, пород

Аварии на электроэнергетических системах

- происходит заражение почвы, воздуха, воды; -заражение окружающей среды (приземного слоя атмосферы — облако зараженного воздуха; водных источников; продуктов питания; почвы; - химическое поражение людей и животных. - происходит оползание грунта; - могут произойти выбросы в окружающую среду аварийно химически опасных веществ (АХОВ), в результате чего могут произойти массовые поражения людей, животных и растений.

- наблюдается большое количество излучение радиации; - залповые массовые выбросы отравляющих, токсических и просто вредных веществ в окружающую среду.

Аварии на очистных сооружениях

Аварии на коммунальных системах

- массовые выбросы загрязняющих веществ; -аварии в канализационных системах с массовым выбросом загрязняющих веществ, аварии на тепловых сетях.

Выводы: Основная задача – предотвращение возможного ущерба. Воздействие на окружающую среду при авариях и катастрофах, как правило, носит комплексный характер и в зависимости от характера аварии и возникающих при ней поражающих факторов, может включать химическую,

физическую,

в некоторых случаях биологическую

составляющие [4] . Были рассмотрены подходы по формированию структуры ущерба окружающей среде, при различных техногенных авариях и катастрофах. Такие аварии сопровождаются выбросами вредных веществ. Большую опасность представляют техногенные катастрофы, которые возникают вследствие нарушения технологического процесса или внезапного выхода из строя машин, механизмов и технических устройств во время их эксплуатации. Техногенные катастрофы оказывают с каждым годом все большее влияние на среду обитания человека. Они различаются по виду воздействия на окружающую среду, по факторам, спровоцировавшим происшествие, и др. [1]. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Техногенные аварии и катастрофы, их экологические последствия. Нормирование загрязняющих веществ в биосфере. https://studwood.ru/997246/ekologiya/tehnogennye_avarii_katastrofy_ekologicheskie_posled stviya 2. Основные причины, вызывающие аварии и катастрофы техногенного характера..https://studfiles.net/preview/5348599/page:24/ 3. Тимоханова И.А., Грачёва О.Д., под ред., Артамонова В.Н. 2018 г. 3 с. Минимизация воздействия производства на ОПС методы и подходы. / Труды XI республиканской научной конференции молодых ученых «Комплексное использование природных ресурсов», Д., ДонНТУ, 2017 г., с88 – 90. 4. Хованский А.Д, Богачев И.В., Баян Е.М. Экологическая безопасность (методы оценки и обеспечения): учебное пособие / А.Д. Хованский, И.В. Богачев, Е.М. Баян; Южный федеральный университет. – Ростов – на –Дону: Издательство Южного федерального университета, 2015. – 162 с.

ШАХТА «ПРОГРЕСС» ГП «ТОРЕЗАНТРАЦИТ» КАК ИСТОЧНИК НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ Кравцова А.А., Мартынова Е.А. Донецкий национальный технический университет Рассмотрены основные аспекты воздействия шахты на городскую среду, связанные с угледобычей и функционированием на промплощадке организованных и неорганизованных источников разнообразных выбросов. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ЗАГРЯЗНЕНИЕ СРЕДЫ, ШАХТА, УГЛЕДОБЫЧА. Шахта «Прогресс» была заложена в 1958 году под названием «Красная Звезда-Глубокая». Введена в эксплуатацию в 1974 году уже под нынешним названием. Промышленные запасы угля составляли 95,5 млн. тонн, производственная мощность - 650 тыс. тонн в год. В 70-х это была самая глубокая шахта в Европе - 1213 м. По метанообильности шахта относится к сверхкатегорной, по внезапным выбросам и по пыли - к неопасным. Шахта расположена на территории г. Тореза. Воздействие шахты на окружающую среду связано главным образом с техногенным загрязнением атмосферы, гидросферы и литосферы. Атмосфера. На площадке шахты «Прогресс» расположены следующие источники загрязнения атмосферы: котельная, ремонтные мастерские, столярный цех, вентиляционные стволы, пункт погрузки, аккумуляторная, породные отвалы. Котельная обеспечивает шахту теплом круглосуточно. Топливом для трех рабочих котлов служит уголь марки ГК с расходом 11400 т/год. Котельная оснащена батарейными циклонами типа БЦ-47. Продукты сгорания топлива после частичной пылеочистки содержат окись углерода, окись азота, двуокись азота, ангидрид сернистый, пыль и выбрасываются в атмосферу через дымоход. В ремонтных мастерских при сварочных работах используются электроды АНО-5. В атмосферу при этом поступают соединения железа, марганца, оксиды азота и углерода, фтористый водород. Вещества, выделяющиеся при сварке, выбрасываются в атмосферу без очистки. В столярном цехе производится обработка лесоматериалов и выполняются столярные работы. Годовое потребление лесоматериалов 120 м3. Образующиеся пыль древесная, пыль неорганическая, окись железа выбрасываются в атмосферу без очистки, крышным вентилятором. Зарядку индивидуальных щелочных аккумуляторов проводят в количестве до 1000 шт./сут. Годовой расход электролита - 34 тонны.

Аэрозоль гидроокиси натрия удаляется из аккумуляторной крышным вентилятором. Для выработки сжатого воздуха работает компрессорная установка с тремя компрессорами типа 305 ВП 30/8. Расход масла составляет 600 л/год. Аэрозоль масла удаляется в атмосферу через вентиляционную трубу. Выбросы поступают также от ДВС во время их прогрева, маневрирования и выезда автотранспорта (на балансе шахты 5 единиц). В атмосферу при работе ДВС выбрасываются сажа, оксиды свинца, азота, серы и углерода, предельные углеводороды. На балансе шахты четыре породных отвала, один из которых относится к горящим и является источником газообразных соединений углерода, серы, азота, а также пыли. В процессе горения отвалов угольных шахт образуется серная кислота и окислы тяжелых металлов, поступающие не только в атмосферу, но и в гидросферу, в литосферу [2]. Не горящие отвалы эродируют и являются источниками пыли [3]. Годовое количество атмосферных выбросов шахты представлено в табл. 1. Таблица 1. Суммарные атмосферные выбросы ш. «Прогресс» (2015 г.). Загрязняющее вещество

Выбросы, тонн/год

Всего по предприятию (без учета СО2)

367,89

Металлы и их соединения

0,041

Мышьяк

0,004

Аэрозоли 2,5 мкм и менее

115,943

Диоксид азота

17,173

Диоксид серы

103,329

Сероводород

5,677

Метан

0,032

Оксид углерода

125,695

Диоксид углерода

3957,02

Диоксид углерода и метан, как известно, являются «парниковыми» газами, обладающими высокой прозрачностью в видимой области и высокой степенью поглощения в дальней инфракрасной области. Объемы диоксида углерода, поступающие в атмосферу от шахты, весьма

значительны и представляют собой продукт горения органического топлива и окисления породы горящего отвала. Метан в атмосферу поступает из шахтных выработок . Гидросфера. Приток воды по шахте составляет 350-400 м3/час. Шахтная вода в горных выработках собирается в водосборниках на горизонтах 1213 м, 836 м, 393 м, где отстаивается, затем с главного водосборника насосами типа ЦНС-480/500 (5 шт.) по трубопроводу диаметром 500 мм откачивается на поверхность. Далее шахтная вода по самотечному коллектору длиной 3,5 км, который был построен в 2003 году, наполняет пруд-отстойник. Он расположен в балке Филиппова, площадь зеркала 2,6 га и проектный объем 240 тыс. м3. Сброс шахтных вод из пруда-отстойника осуществляется в балку Филипова и дальше в балку Орлова. Эффективность очистки по взвешенным веществам около 60%, техническое состояние пруда удовлетворительное. Природный речной сток в этих балках отсутствует, он формируется за счет шахтных и сточных вод. Далее шахтные воды поступают р. Севастьяновка, что впадает в р. Крынка. Объем сброса шахтных вод 3500 м3/год. Фактический объем загрязняющих веществ, сбрасываемых шахтными водами, приведен в табл. 2, из которой видно, что основными факторами минерализации шахтных вод являются хлориды и сульфаты. Таблица 2. Сброс загрязняющих веществ с шахтными водами (2015 г.). Наименование вещества Сброс, т/год Железо

0,5

Взвешенные вещества

1,0

Хлориды

1240,3

Сульфаты

2627,3

Азот аммонийный

1,5

Нитраты

11,7

Фосфаты

1,26

Шахтная вода используется для пылеподавления и противопожарных нужд в объеме 140 тыс. м3/год. Кроме этого, часть шахтной воды (80-130 тыс. м3/год) передается ООО «ДОК» на технологические нужды обогащения угля. Питьевая вода (около 30 тыс. м3/год) поступает на шахту из г. Тореза и расходуется на хозяйственные нужды. Хозяйственно-бытовые сточные

воды, передаются ПУВКХ г. Тореза для очистки на городских биологических очистных сооружениях. Объем водоотведения хозяйственно бытовых сточных вод (с учетом безвозвратных потерь) составляет около 90% от объема водопотребления. Литосфера. Деформация литосферы является наиболее выраженным последствием закрытой угледобычи. Изъятие огромных массивов угля, а также вскрышных и вмещающих пород, создание подземной инфраструктуры приводит к сдвигам грунтов, образованию пустот, прогибов поверхности. Шахта «Прогресс» является в этом смысле весьма опасной, учитывая ее глубину, тем более, что на поверхности расположено 4 крупных плоских отвала. Объем породы отвалов составляет 500-1500 тыс. м3 , три из них старые, негорящие, частично сформировавшие растительный покров, и один горящий. Все они являются источниками пыли, а горящий отвал – еще и источником двуокиси углерода, сернистого ангидрида, сероводорода и других соединений. Кроме того, отвалы отказывают давление на поверхность литосферы, приводя к еще большей ее деформации в виде прогибов и просадок, нередко образующихся далеко за пределами выработок. Атмосферные эмиссии породных отвалов оседают на поверхности литосферы, попадают в водоемы, они способны серьезно нарушить состояние прилежащих экосистем. Отвалы шахты «Прогресс» нуждаются в детальном исследовании на предмет их состояния и способа биологической рекультивации, которая способна практически устранить пыление и эрозию [3], а отвал № 4 (горящий) нуждается в предварительном тушении. Вывод.Таким образом, шахта «Прогресс» является фактором, оказывающим на окружающую среду мощное и многогранное воздействие, связанное с изъятием из биосферы огромной массы ее составных частей и внедрением вместо них таких компонентов, которые количественно или качественно оказываются «непосильными» для биосферы в плане их полной утилизации [1]. Это воздействие является особенно опасным по причине расположения шахты в густонаселенном районе. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Мартынова Е.А. К вопросу о классификации антропогенных факторов в биосфере // Проблемы экологии, 2000. - № 1.- С. 31-34. 2. Зборщик М.П., Осокин В.В. Горение пород угольных месторождений и их тушение. - Донецк: ДонНТУ, 2000. - 180 с. 3. Промышленная ботаника/ Кондратюк Е.Н., Тарабрин В.П., Бакланов В.И.. Бурда Р.И., Хархота А.И. – К.: Наук.думка, 1980. – 260.

НЕФТЯНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ – АКТУАЛЬНАЯ МИРОВАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА Лантух М.Р., Ефимов В. Г. Донецкий национальный технический университет Проанализированы основные источники и причины нефтяного загрязнения окружающей природной среды вследствие работы нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий. Предложены меры снижения рисков аварий и нейтрализации последствий загрязнения. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, ЗАГРЯЗНЕНИЕ, АНТРОПОГЕННОЕ ВЛИЯНИЕ. Общая характеристика. XXI век характеризуется быстрым вовлечением в производственную деятельность все большего количества природных ресурсов, использованием всё более сложных технических систем и их повсеместной концентрацией, что влечёт за собой неизбежное повышение нагрузки на экологическое состояние планеты. Также в связи с этим неизбежен рост рисков возникновения различных аварий. Ведь известно, что большинство предприятий ТЭК – объекты с высоким уровнем опасности, сбои в работе которых могут привести к человеческим жертвам и становлению непригодными для жизни огромных территорий. Основная масса техногенных выбросов в атмосферу сегодня связана с нефте- и газодобычей, угольной и нефтеперерабатывающей отраслями промышленности, а также с электроэнергетикой. Бороться с выбросами предприятий этих отраслей промышленности – задача, справиться с которой в полной мере, нейтрализовав их негативное воздействие на окружающую среду, сегодня невозможно [1] . К примеру, на 2019 год в России по-прежнему крайне низок процент (около 30 %) улавливания жидких и газообразных веществ, составляющих 85 % общего объема выбросов, тогда как улавливание твердых частиц колеблется от 66 до 84 % (использование воздухоочистительных фильтров). Поэтому на сравнительно небольших территориях, особенно в крупных городах с высокой концентрацией населения, транспорта и промышленных предприятий, возникают серьезные экологические проблемы, связанные с образованием антропогенных ландшафтов, которые далеки от состояния экологического равновесия. Негативное воздействие на окружающую среду обусловлено токсичностью различных химических веществ, использующихся в

технологических операциях, а также, в случае с нефтедобычей, токсичностью самих добываемых углеводородов. Основные причины. Нефтяные и буровые шламы, сырая нефть, а также сточные воды, в которых сконцентрировано большое количество опасных веществ и соединений, попадают в водоемы и на прочие объекты окружающей среды при:  аварийном фонтанировании нефтяных и газовых скважин;  авариях средств транспорта;  бурении эксплуатационных скважин;  прорывах нефтепроводов;  нарушении герметичности эксплуатационных трубных колонн;  поломках применяемого оборудования;  сбросе в водоемы промысловых сточных вод, не прошедших соответствующую очистку. Помимо этого, в некоторых регионах нашей планеты существуют выходы нефти на поверхность, обусловленные естественными причинами. К примеру, Нефтяной мыс, расположенный на юге американского штата Калифорния, своим названием обязан как раз таким явлениям. Подобные естественные выходы этого полезного ископаемого – обычное дело для Карибского бассейна, а также для Персидского и Мексиканского заливов. В России такие выходы наблюдались на некоторых месторождениях в Республике Коми [2] . Главными источниками загрязнений являются промысловые и буровые стоки. Их объем их во всех странах мира с развитой нефтедобычей растет быстрыми темпами и намного больше объема добываемого сырья. Технологические выбросы. Главные источники выбросов, происходящих при основных технологических процессах – это:  скважины, нефтяные резервуары, технологическое оборудование;  нефтяные и газовые факелы, продувка и последующий выпуск газов;  эксплуатация двигателей внутреннего сгорания;  испарение легких углеводородных соединений. Самыми распространенными загрязняющими атмосферу веществами, которые попадают в неё в процессе добычи, первичной подготовки, транспортировки и последующей переработке углеводородного сырья, а также во время практического сжигания готовых нефтепродуктов и газа, являются:  углеводородные соединения;  оксид азота;  оксид серы;  сероводород;  взвеси механического характера.

Сероводород и сернистый газ являются основными загрязняющими выбросами при эксплуатации нефтяных промыслов, сырье на которых отличается высоким содержанием серы. Выбросы таких веществ в процессе нефтедобычи происходит при:  возникновении аварийного фонтанирования;  испытаниях и пробных пусках скважин;  испарениях из мерных емкостей и резервуаров временного хранения;  порывах трубопроводов;  очистке технологических ёмкостей. Вред сточных вод. В целях поддержания давления в пласт закачивается больше одного миллиарда кубометров воды, в числе которых от 700 до 750 миллионов – пресной. При помощи искусственного заводнения в настоящее время добываю больше 86-ти процентов всего нефтяного сырья. При этом примерно 700 миллионов тонн пластовой воды выкачивается из природных коллекторов вместе с добываемой нефтью. Одна единица объема пластовой воды, попавшая в поверхностный водоем, делает непригодной для употребления от 40-ка до 60-ти объемов чистой пресной воды. Почвенные нефтяные загрязнения. Такие виды локальных загрязнений почвенного покрова в основном образуются в результате нефтяных и нефтепродуктовых разливов, происходящих при порывах трубопроводов и утечках, происходящих через неплотные соединения используемого оборудования. Большие земные поверхности загрязняются в процессе открытого фонтанирования природного сырья. Выводы. Вне зависимости от источника нефтяного загрязнения, наносимый им экологическому состоянию окружающей среды вред – колоссален. Экологические проблемы переработки нефти, а также нефтедобычи и транспортировки сырья и готовой продукции в 2019 году актуальны, как никогда ранее. Поэтому в настоящее время необходимо уделить максимум внимания разработке и внедрению экологически безопасных добывающих и перерабатывающих технологий, а также применению максимально эффективных средств защиты окружающей среды. Должна проводиться повсеместная разработка новейших технологических систем, предполагающих снижение негативного воздействия нефтяной отрасли на экологию. 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Ревич Б. А. К оценке влияния деятельности ТЭК на качество окружающей среды и здоровье населения // Проблемы прогнозирования. – 2010. – 4. – С. 87–99. 2. Каленюк A. A. Повышение уровня конкурентоспособности промышленного предприятия на основе управления ресурсосбережением // Вестник СГСЭУ (Саратовский государственный социально-экономический университет). – 2009. – 4 (28). – С. 116–118.

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШАХТНЫХ ВОД ЛИКВИДИРУЕМЫХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МИНЕРАЛЬНОЙ ВОДЫ Лесков В.С., Козырь Д.А. Донецкий национальный технический университет Выполнена оценка перспектив использования шахтных вод для производства минеральной воды на базе ликвидируемой угольной шахты. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ОЧИСТКА, ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ, ШАХТНЫЕ ВОДЫ, ОБРАБОТКА. Формулирование целей. Одним из наиболее вероятных и целесообразных путей использования откачиваемых шахтных вод с невысокой минерализацией (до 2…5 г/л) является их глубокая очистка от взвешенных веществ и минеральных примесей с целью получения минеральной воды. Такое альтернативное водопользование позволяет, с одной стороны, рассмотреть шахтные воды как ресурс, на базе которого можно создать альтернативное производство и получать прибыль, с другой стороны снизить вредное влияние на гидросферу. Целью данной работы является оценка перспектив использования шахтных вод ликвидируемых угольных шахт для производства минеральной воды. Физико-химический состав шахтных вод. Шахтные воды имеют сложный состав, основные компоненты которого можно подразделить на следующие группы: - взвешенные вещества и механические примеси, состоящие преимущественно из мелких частиц угля и породы; минеральные вещества, представленные в основном хлоридами и сульфатами различных металлов; - тяжелые металлы, присутствующие в шахтных водах вследствие выщелачивания из горных пород и представленные в виде солей; - органические примеси (нефтепродукты, фенолы); - бактерии [1]. Технология очистки шахтной воды до стандартов питьевого качества. Шахтные воды после соответствующей очистки вполне пригодны для производства минеральных вод определенного химического состава, ликвидированная шахта может стать объектом разработки и использования нового природного ресурса. При этом необходимо частично решить наиболее актуальную экологическую проблему деминерализации шахтных вод и обосновать целесообразность технологии водоподготовки. Обобщенную схему очистки и специальной подготовки шахтной воды можно представить в виде следующих этапов: - предварительная обработка и очистка от взвешенных веществ с использованием существующих на промплощадке шахты поверхностных отстойников шахтных вод;

- доведение качества воды до безопасного состояния, и ее дальнейшее промышленное использование в технологических процессах; - доведение качества воды до безопасного состояния для биоценоза (в случае сброса в гидрографическую сеть) с использованием реагентной очистки и обеззараживания; - доведение качества воды до требований и стандартов питьевого назначения с использованием методов глубокой очистки и обеззараживания; - направленное формирование химического состава очищенной воды и придание ей особенных, в том числе и лечебно-профилактических свойств посредством добавления или извлечения химических компонентов [5]. Наряду с основными методами и технологиями очистки вода может подвергаться серебрению, ультрафиолетовой обработке, озонированию, омагничиванию и другим видам обработки. На рис.1 представлена схема очистки и водоподготовки шахтных вод для изготовления и промышленного разлива минеральной воды. Все аппараты очистки, обеззараживания и водоподготовки шахтных вод размещаются в здании поверхностного технологического комплекса шахты. В предлагаемой схеме задействованы поверхностные отстойники шахтных вод, в которых осуществляется первичная очистка от механических примесей.

Рисунок 1 - Схема технологического процесса получения минеральной воды из шахтных вод Предварительная очистка исходной воды от взвесей необходима для обеспечения эффективной и надежной работы всей технологической аппаратуры. Содержание взвешенных веществ в опресняемой воде должно отвечать нормам, принятым для питьевой воды (1,5 мг/л). Такой уровень осветления достигается коагуляцией взвесей (сульфатом алюминия Al2(SO4)3 или другими реагентами) с последующим осаждением и фильтрацией. Наиболее экономичными являются скорые песчаные фильтры тонкой очистки, которые полностью очищают воду от взвесей, а также от некоторых органических и неорганических соединений. Мембранные технологии, такие как ультрафильтрация, микрофильтрация, обратный осмос, являются наиболее эффективными методами очистки воды, поэтому они получили широкое практическое

применение. Себестоимость очистки 1 м3 воды подобными методами составляет 0,04-0,05$ США. Мембранные методы имеют ряд преимуществ: - низкая энергоемкость способа, по сравнению с известными методами деминерализации, поскольку вода не претерпевает фазовых превращений (испарения или замораживания); - высокая эффективность способа, благодаря высокой (96%) селективности мембран, особенно полиамидных, устойчивых к гидролизу в широком диапазоне рН от 4 до 11; - отсутствие (благодаря низкой температуре процесса, разделения смесей, близкой к температуре окружающей среды) следов разложения или полимеризации компонентов, содержащихся в смесях; - полная бактерицидная обработка воды, благодаря малости диаметра пор мембран, не пропускающих бактерии; - простота технологической схемы, легко поддающаяся автоматизации, малая площадь, занимаемая установками; - технически простой контроль качества очищенной воды (например, по ее удаленной электропроводности); - низкие эксплуатационные затраты. Хотя капитальные затраты на реализацию способа обратного осмоса относительно велики, однако в перспективе имеют тенденцию к снижению благодаря действию следующих факторов. Во-первых, поскольку мембранные технологии получают все большее развитие в мировой практике не только для очистки воды, но также для достижения других целей в химической, электронной, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности, то неизбежно прогрессирующее развитие техники способа, что позволяет прогнозировать совершенствование и удешевление его конструктивных элементов, в том числе производства пока еще дорогостоящих мембран. Во-вторых, как известно, с увеличением производительности обратноосмотических установок капитальные затраты также существенно снижаются. Это означает, что на практике необходимо стремиться к сооружению не индивидуальных (по отдельным шахтам) деминерализационных установок, а «кустовых», т.е. для групп (от двух до четырех шахт). В-третьих, в процессе работы низкие эксплуатационные расходы при использовании метода обратного осмоса способствует быстрой окупаемости установки [6]. Для очистки от органических веществ можно применять методы глубокой физико-химической очистки с использованием высокоэффективных адсорбентов или биофильтры. Данный этап является селективным и может применяться как альтернатива относительно дорогостоящим технологиям мембранной очистки в зависимости от наличия органического загрязнения воды и направления дальнейшего водопользования.

В условиях ликвидированной шахты, работающей в режиме постоянного водоотлива, с течением времени уровень загрязненности откачиваемых на поверхность шахтных вод будет снижаться в результате минимизации техногенного загрязнения водоносных горизонтов. Предположительно, химический состав воды станет аналогичным естественному фону, а органическое и бактериальное загрязнение будет сведено к минимуму. Тогда, наиболее значимыми этапами технологии обработки шахтной воды будут механическая очистка от взвесей и обеззараживание при сохранении уникального ионного состава вод. Однако при необходимости корректировки ионного состава до необходимых стандартов качества питьевой воды потребуется применение дорогостоящих физико-химических методов, например умягчения, обратного осмоса, ионного обмена и др., что приведет к увеличению себестоимости водоочистки и по экономическим соображениям будет нецелесообразно. Поэтому, в схеме, представленной на рис. 1, корректировка состава воды должна быть сведена к минимуму. Заключительным этапом обработки шахтных вод является обеззараживание с целью устранения бактериального загрязнения. Обеззараживание ультрафиолетовым излучением в настоящее время является передовой технологией дезинфекции промышленных сточных вод. При этом обеспечивается высокая эффективность, низкие капитальные вложения и эксплуатационные расходы, а также безопасность процесса обработки воды. Выводы. При осуществлении вышеописанной технологии обработки шахтных вод возможно достигнуть следующих результатов: - создание альтернативного производства и частичное решение социальной проблемы, связанной с трудоустройством высвобождающихся работников шахты; - уменьшение или полное прекращение сброса загрязненных шахтных вод в гидрографическую сеть; - получение прибыли за счет реализации минеральной воды. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ: 1. Матлак Е.С., Малеев В.Б. Снижение загрязненности шахтных вод в подземных условиях-К.:Техника, 1991. 2.Программа создания и строительства установок деминерализации шахтных вод на основных предприятиях угольных бассейнов Украины, а также использования шахтных вод для нужд народного хозяйства. Пояснительная записка ПП-510-1-13, Донгипрошахт, Донецк, 1992. 3.Резников Ю.Н., Кульченко В.В. Использование шахтных вод – перспективное направление экономии питьевой воды и уменьшения затрат предприятий. Сб. научных трудов «Совершенствование и разработка новых технологий и оборудования по охране окружающей среды. ОАО «Украинский научный центр технической экологии», Донецк, 2000. С. 10-14.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБА ПРОВЕТРИВАНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ Лобкова Т.А., Козырь Д.А. Донецкий национальный технический университет Рассмотрен один из способов проветривания горных выработок с использованием геотермальной энергии, а также схема проветривания шахтных выработок с дополнительными оборудованиями и сооружениями, необходимыми для реализации данного способа. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ, ПРОВЕТРИВАНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, КАЛОРИФЕР, ШАХТНАЯ ВОДА. Наиболее распространенные виды топлив, такие как природный газ, нефть будут исчерпаны в ближайшей перспективе, запасы угля и урана также ограничены. Поэтому человечество вынуждено переходить на альтернативные виды энергоносителей. Сложная экологическая обстановка в горнодобывающих регионах объясняется интенсивным потреблением различных видов энергии, производимой из традиционных видов топливных ресурсов: природного газа, угля, нефтепродуктов и др. Этому сопутствуют огромные выбросы парниковых и токсичных газов, аэрозолей и тепловые потери. В связи с этим использование менее вредного тепла недр представляется важной экологической и ресурсосберегающей задачей. Анализ показывает, что запасы геотермальной энергии на планете достаточны для того, чтобы на длительное время обеспечить потребности всего человечества, а ее стоимость – одна из самых низких среди возобновляемых источников энергии. В настоящее время для проветривания горных выработок шахт используют осевые и центробежные вентиляторы с мощным электрическим приводом. В холодное время года, во избежание обмерзания устья ствола нагревают поступающий в шахту воздух до температуры не менее +20С. Для этого затрачивается значительное количество электроэнергии, которая является существенной составляющей себестоимости добываемого угля. Использование геотермальной энергии шахт для проветривания выработок позволяет уменьшить расход используемой для работы калориферов электроэнергии, получаемой из ископаемых видов горючего, которые относятся к невосполнимым и исчерпывающимся видам энергоносителей. Таким образом появляется возможность не только

снизить себестоимость добываемого угля, но и значительно улучшить экологическую обстановку в угледобывающих регионах. Проветривание шахт с применением геотермальной энергии характеризуется тем, что он включает подачу в шахту потока атмосферного воздуха с отрицательной температурой, при этом в этот воздух непрерывно вводят шахтную воду через форсунки в виде факела в распыленном состоянии по всей площади потока и осуществляют теплообмен до момента достижения воздухом температуры не ниже 2 oС, после чего подогретый воздух направляют в эксплуатационные выработки. Осевшую в воздухоподающем канале воду собирают и направляют в шахтный зумпф для последующего подогрева за счет использования глубинных процессов теплопередачи геотермальной энергии, от окружающих зумпф горных пород. Забор шахтной воды осуществляют из зумпфа, расположенного ниже транспортного горизонта отрабатываемого блока угольных пластов. Используют шахтную воду, аккумулируемую со всего отрабатываемого блока угольных пластов. Технический результат упразднение искусственного процесса подогрева воздуха, подаваемого в шахту в зимнее время и, следовательно, резкое снижение затрат на проветривание в целом. Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является упразднение искусственного процесса подогрева воздуха, подаваемого в шахту в зимнее время, и, следовательно, резкое снижение затрат на проветривание в целом.Действительно, подача в поток холодного воздуха воды в распыленном состоянии с положительной температурой, способствует его нагреву до заданной температуры в диапазоне от 2 oC и до температуры, близкой температуре воды, вводимой в поток воздуха, при этом количество подаваемой воды принимается в зависимости от количества потребляемого воздуха. Способ реализуется следующим образом. Атмосферный воздух с отрицательной температурой вентилятором 1 подают в смесительную камеру 2, оснащенную форсунками 3, 4, распыливающими шахтную воду в виде факелов по всему сечению потока воздуха. При совместном движении воздуха и водяного облака происходит интенсивный теплообмен, в результате которого воздух нагревается до положительной температуры, а водяные пары конденсируются и частично выпадают в виде влаги в донную часть смесительной камеры 2 и насосом 9 подают в форсунки 3 для более глубокой утилизации тепловой энергии шахтной воды, после чего конденсат поступает в форсунки 5 смесительной камеры 7 для подогрева исходящим из шахты потоком воздуха, температура которого выше температуры воздуха, подаваемого в шахту за счет тепла горных пород, горных машин, окисления угля и тепла обслуживающего персонала. Далее конденсат насосом 10 подают на форсунки 6 для

последующего подогрева, и далее конденсат через открытую задвижку 19 поступает в шахтную выработку 13 и зумпф 11. Зумпф 11 располагают ниже транспортного горизонта отрабатываемого блока угольных пластов, представленного эксплуатационными выработками 14. С целью аккумулирования воды не только со всего отрабатываемого блока угольных платов, но и массива горных пород, окружающих зумпф (на чертеже приток показан соответствующими стрелками). Шахтная вода из зумпфа 11 подается насосом 8 по выработке 12 к форсункам 4 для теплообмена.Подогретый воздух из смесительной камеры 7 поступает в выработку 12 и далее в эксплуатационные выработки 14, в забои, после чего в виде исходящей струи по выработке 15 и 13 в смесительную камеру 7 для утилизации тепловой энергии, таким образом, цикл повторяется.Для сброса шахтного притока предусмотрены задвижка 18 и поверхностный водосборник 16.

Рисунок 1 - Схема проветривания шахтных выработок с дополнительными оборудованием и сооружениями, необходимыми для реализации предлагаемого способа. Экологический эффект от использования геотермальной энергии складывается из двух составляющих, во-первых, сокращается расходование невосполнимых энергетических ресурсов, таких как уголь, природный газ, мазут и т.п., во-вторых снижаются экологические платежи. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Бокий, Б. В. Основы горного дела, Углетехиздат, М., 1956, с. 181 – 182. 2. Костенко, В.К. Перспектива повышения эффективности работы глубоких угольных шахт/В.К. Костенко/Уголь Украины. №6, 2007. -С.5-7.

О НЕОБХОДИМОСТИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ПРИ ЗАКРЫТИИ ШАХТ Мордась А.А., Артамонов В.Н. Донецкий Национальный Технический Университет На основе анализа и оценки ситуации в сфере использования природных ресурсов в условиях закрытия шахт региона обоснованы мероприятия по рациональному природопользованию. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: АНАЛИЗ, ОЦЕНКА, СИТУАЦИЯ, ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ, ЗАКРЫТИЕ ШАХТ, РЕГИОН, МЕРОПРИЯТИЯ, ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ. Большое количество породных отвалов, а это около 600 единиц, образовавшихся за период работы шахт и оказывающих негативное влияние на окружающую природную среду. Основными факторами этого влияния являются пылегазовое загрязнение атмосферы, нарушения гидрогеологического режима прилегающих территорий, химическое и радиологическое загрязнения грунтов и вод. Конечной целью природоохранной деятельности человека и управления в отрасли охраны окружающей среды является не только сохранение целостности естественных комплексов и взаимосвязей в них, но и обеспечение состояния экологической безопасности. Окружающая среда настоящего включает разные составляющие, в частности естественная среда - производство - общество, которые имеют разные приоритеты, разную стойкость и состоят из разных компонентов. На современном этапе развития общество пришло к выводу, что цивилизации угрожают, прежде всего, экологические проблемы. Существует широкое многообразие факторов, которые влекут в последующем осложнение состояния в пространственно-временном аспекте. Это в значительной мере влияет на состояние окружающей среды и приводит к ухудшению условий жизнедеятельности людей. Приведенные обстоятельства обусловливают неотложную потребность системного изучения и решения проблем, связанных с развитием региона с использованием природных ресурсов на закрывающихся шахтах. Целью данных исследований является выбор и обоснование системы управления использованием природных ресурсов в условиях закрывающейся шахты. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи: 1) оценить экологическую ситуацию в зоне влияния объекта исследований.

2) проанализировать исследования в области экологически безопасного закрытия шахт. 3) обосновать направления в сфере оценки и анализа возможностей закрывающихся шахт по совершенствованию управления использования природных ресурсов Системный подход к решению экологических проблем позволяет достичь рационального использования природных ресурсов, обеспечить охрану окружающей среды и экологическую безопасность региона. Все направления связаны между собой и должны рассматриваться в комплексе. Соответственно система содержит объекты, которые состоят из элементов, взаимосвязь между которыми совершается через связи. Система имеет структуру с внутренней формой организации и управления, внешней средой является множество объектов вне данной системы. Это позволяет определить систему, как материальную, открытую, динамичную, комбинированную, сложную и недостаточно организованную, недостаточно уравновешенную, которая находится под влиянием внутренних и внешних факторов. Концепция рационального функционирования системы создания условий устойчивого развития на техногенно-нарушенных горными работами территориях даст возможность определить факторы экобезопасного и устойчивого функционирования системы, установить возможность ее управления. Установление закономерностей существования системы «ПО-ОПС» позволяет составить модель управления технологическими процессами при функционировании породных отвалов, которые не горят и не действуют на основе использования малоотходных технологий [1]. Исследованиями установлены содержания, связи, значимость элементов системы «ПО-ОПС», что позволило создать условия для устойчивого развития территории на основе рационального использования пород отвалов с обеспечением условий охраны окружающей среды и экологической безопасности. Для решения проблемы в целом следует рассматривать в комплексе следующие положения: 1. Необходимо установить зависимости изменения параметров ПО различной формы во времени и пространстве, как при их формировании, так и при разборке, на основе физического и математического моделирования, космического мониторинга. 2. Разработать технологию снижения пылегазообразования на ПО при использовании методов обработки водными растворами ПАВ для снижения выбросов в атмосферу. Система может быть большой и ее целесообразно разделить на ряд подсистем. Общие положения об организации СУ представлены на рис 1.

Рисунок 1 – Организация системы управления Система управления включает в себя два этапа, которые характеризуются сложной структурой и являются важнейшими в построении схемы системы управления. Осуществлять мониторинг состояния ПО и их влияния на ОПС, прогнозирование изменения параметров и установления критических значений высоты, объема, площади основания и размеров механических и санитарно-защитных зон[2]. Стратегическим направлением природоохранной деятельности должно стать более полное и комплексное использование природных ресурсов, разработка и внедрение, в производство малоотходных и безотходных технологических процессов, которые дают возможность заметно сократить или полностью исключить загрязнение естественной среды и обеспечить более глубокую переработку первичного сырья при соблюдении правил и норм экологической безопасности. Анализ и оценка необходимости развития системы управления рациональным использованием природных ресурсов при закрытии шахт позволил выполнить все поставленные задачи был успешно проведен, были выполнены все поставленные задачи, и следовательно получены результаты, подтверждающие необходимость рационального использования природных ресурсов в условиях закрывающихся шахт и развитие качественной системы управления ими. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Эколого-гидрологические аспекты закрытия угольных шахт. Авторы: Матлак Е.С, Романова В.Ю. сборник «Известия горного института», 2/2002 2. Е.С. Матлак. Охрана окружающей среды в горной промышленности. Донецк. Главное издательство, 1987.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ДОНБАССА, ВЫЗВАННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ Сергиенко В.В., Павлюченко И.А. Донецкий национальный технический университет Статья посвящена рассмотрению экологических проблем Донецкого края связанных с развитием энергетической промышленности. Предложены основные подходы для получения энергии минуя традиционные источники, а также уменьшения загрязнения окружающей среды. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:ЗАГРЯЗНЕНИЯ, КПД, ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ. Донецкий регион считался одним из центров промышленности СССР. В Украине большая часть производства черной металлургии, каменного угля было сосредоточено в Донбассе. Но развитие индустриального комплекса привело к большим экологическим проблемам. Согласно статистике, Донецкая область занимает одно из первых мест в Европе по загрязнению внешней среды. Такие показатели не могут не огорчать. Так как в Донбассе сосредоточено большое количество «вредного» производства для окружающей среды, то приведем диаграмму наиболее загрязняющих отраслей тяжелой промышленности Донецкой области (рис 1):

Рисунок 1 -Диаграмма наиболее загрязняющих отраслей тяжелой промышленности [1]. Мы видим, что край находится в бедственном положении если рассматривать вопрос с экологической стороны. Энергетическая

промышленность занимает целых 30,8% в процессе загрязнения среды. Дело в том, что в теплоэнергетике источником массированных выбросов в атмосферу, а также твердых отходов являются теплоэлектростанции. На территории Донецкой Народной Республики находится две теплоэлектростанции. Такие как, Зуевская и Старобешевская ТЭС. Во многом воздействие ТЭС на окружающее среду зависит от сжигаемого топливо. Наши станции могут работать на четырех видах топлива: мазут, каменный уголь, торф, природный газ. При сжигании твердого топлива в атмосферу попадет летучая зола, с частицами недогоревшего топлива, оксиды азота. Также летучая зола, может содержать в себе не только нетоксичные составляющие, и более вредные примеси. Известно, что в Донецком антраците незначительных количествах содержится мышьяк, а это на данный момент основной вид топливо, используемый нашими ТЭС. Уголь – это самое распространенное полезное ископаемое на земле. Он гораздо дешевле, чем нефть. При использовании торфа, наиболее наносимый ущерб производится природе в процессе его добычи. Так как, происходит изменение ландшафта и почвы в мечтах торфодобычи, а также нарушение режима водных систем. При сжигании жидкого топлива (мазута) в атмосферу попадают различные химические соединения, но все равно торф признан более чистым видом топливом, так как в выбросах нет твердых отходов. В местных ТЭС мазут используется только в качестве растопки котлов. При сжигании природного газа основным загрязнителем есть оксид азота, но его в среднем меньше на 20 %, чем при сжигании каменного угля. При его использовании не возникает проблем, которые связанны с эксплуатацией станции. И таким образом природный газ является самым экологически чистым видом топлива. Но расположение нашего региона таково, что удобнее использовать каменный уголь, чем природный газ. К тому же это экономически выгоднее. К сожалению, коэффициент полезного действия ТЭС, в идеале достигает 30-40%, в наших ТЭС этот показатель достигает 25%. Получается, что большое количество топлива сжигается в пустую. В атмосфере в больших количествах появился газы, которых раньше практически не было. Это хлорфторуглероды. Это глобальные загрязнители, они обладают большим парниковым эффектом и сильно разрушают озоновый слой стратосферы. [2] Для всех процессов проходящих в работах теплоэлектростанциях нужна вода. В первую очередь для работы пароводяного тракта. Пар под давлением заставляет вращаться ротор турбины. И также вода нужна для охлаждения. Например, Зуевская ТЭС стоит, на берегу речки Нижняя Крынка. Для работы станции нужна химически чистая вода, без газов, водорослей и т.д. Отработанная вода сбрасывается дальше по речке. Что

приводит к изменению химического состава воды, которое сказывается на видовом составе, численности водных организмов и бактерий, а все это влечет за собой ухудшение санитарного состояния. Так как вода используется для охлаждения, а значит забирает тепло себе, она сбрасывается обратно в реку, подогретой где-то на 8-12 °С и возникает тепловое загрязнение. В результате повышения температур и разрушению их привычного термического режима, уменьшается способность газов растворятся в воде, также меняются физические свойства воды и скорость фотосинтеза в такой воде значительно уменьшается. Для того, чтобы избегать таких проблем, вблизи некоторых станций создаются огромные искусственные водоемы, как, например, на Старобешевской ТЭС. Теперь мы понимаем, что теплоэнергетика, наносит огромный удар на состояние атмосферы в целом, а в Донецком региона и вовсе занимает третью часть от всех загрязнений внешней среды. [3] Таким образом, для того чтобы, уменьшить загрязнение и расход топлива, необходимо прибегнуть к альтернативным источником энергии, или как их еще называют, возобновляемые. Возобновляемый источники энергии – это источники, которые являются неисчерпаемыми (ветер, Солнце, вода). Сейчас в Донецком регионе распространено использование солнечных батарей, но это не совсем выгодно. Наша атмосфера сильно загрязнена, и вечно происходит запыление модулей из которых состоит солнечная батарея, к тому же частая облачность, мешает работе солнечных батарей. На территория донецкой области находится Новоазовская ветроэлектростанция (ВЭС). Общая мощность этой станции на 2012 год составляла 79, 3 МВт. Это один из самых удобных и надежных источников энергии. Проблема в дороговизне оборудования. К тому же возможен недостаток ветров, в следствие чего будет получена маленькая мощность, которой не хватит для обеспечения питания предприятий или маленьких населенных пунктов. Вывод. В дальнейшем, человечество прибегнет к альтернативным источникам энергии и откажется от традиционных. Это популярно и сейчас, но это очень дорогое оборудования, что далеко не каждому по карману. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Экологические проблемы Донбасса [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://infourok.ru/statya-ekologicheskie-problemi-donbassa-3101786.html 2. Экологические проблемы теплоэнергетики [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://vuzlit.ru/1335161/ekologicheskie_problemy_teploenergetiki 3. М.В.Голицын, А.М.Голицын, Н.В.Пронина. Альтернативные энергоносители. Москва: издательство наука. - 2004 г.

О ЗНАЧИМОСТИ ПРОЦЕДУРЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СЕРТИФИКАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ Спащук Д.В., Макеева Д.А. Донецкий Национальный Технический Университет По результатам исследования рынка продовольственных и не продовольственных товаров, с учетом их потенциально экологически чистого производства, были определены некоторые аспекты для развития процедуры проведения экологической сертификации на предприятиях нашего региона. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: СЕРТИФИКАЦИЯ, ПРОЦЕДУРА, ЭКОЛОГИЯ, ПРЕДПРИЯТИЕ , ПРОИЗВОДСТВО, НЕОБХОДИМОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ. В нашем регионе существует достаточно большое количество металлургических и химических предприятий, которые требуют особого внимания с точки зрения сохранения экологической безопасности продукции, а также самого предприятия и прилегающих к нему жилых районов.Стоит также обратить внимание на остальные предприятия, ведь любое производство имеет отходы. Основными причинами загрязнения являются выбросы вредных веществ в атмосферу, сбросы отходов в водные ресурсы и образование твердых отходов. Следовательно, сама продукция при таком производстве подвергается опасности. Разработка процедуры экологической сертификации на таких предприятиях призвана улучшить условия работы предприятий, гарантировать безопасность выпускаемой продукции и поднять имидж каждого предприятия, что позволит экспортировать свои товары в другие страны. Работы по сертификации в рамках Системы осуществляют органы по сертификации, испытательно-аналитические лаборатории (центры), экологические аудиторы, которые должны быть аккредитованы или аттестованы в установленном порядке. Органы по экологической сертификации аккредитуются в Системе на право проведения работ. Механизм достижения цели экологической сертификации включает в себя: - установление требований по обеспечению экологической безопасности; - контроль соблюдения установленных требований; -меры правового и экономического воздействия для обеспечения выполнения требований по обеспечению экологической безопасности. На данный момент в мировом сообществе, вопрос о защите окружающей среды является ключевым во всех механизмах управления любого предприятия. Соответствие стандартам ISO 14000 является обычной процедурой для всех компаний, которые входят во Всемирную Торговую Организацию (ВТО).

Для экологического соответствия предприятий главным стандартом является ISO 14001 - "Спецификации и руководство по использованию систем экологического менеджмента". Соблюдение данного стандарта формально и является экологическим сертификатом качества. Система экологического менеджмента (СЭМ) - часть общей системы менеджмента, которая включает организационную структуру, планирование, распределение ответственности, практическую деятельность, процедуры (приемы), процессы и ресурсы, необходимые для разработки, внедрения, достижения целей экологической политики, ее пересмотра и корректировки. Непосредственно создание СЭМ предлагает ряд преимуществ, которые помогут руководству предприятия в привлечении новых клиентов. Будет четко определена направленность предприятия на соблюдение экологических норм, соответствующих стандарту ISO 14001, а также показана идея предотвращения неблагоприятных условий в производстве, а не меры по ликвидации уже случившихся фактов. Система экологического менеджмента непосредственно способна получать экономическую выгоду от возможности продемонстрировать акционерам и инвесторам бережное отношение к окружающей среде. Система дает возможность сравнить экологические цели с задачами, в которых присутствует конкретный результат деятельности компании и таким образом проанализировать работу, найти слабые места. Внедрение Системы Экологического Менеджмента в соответствии с требованиями стандартов ISO 14001 позволяет: - снизить риск экологических катастроф; - предупреждать возникновение внештатных ситуаций; -оптимизировать системы управления и воздействия на различные компоненты окружающей среды; -проводить мероприятия, направленные на экономию энергии и природных ресурсов. Вывод.Таким образом, была обозначена необходимость проведения экологической сертификации и стремления к международным стандартам качества ISO 14000 и рассмотрен ряд преимуществ, для предприятий, которые обладают данными сертификатами. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Экологическая сертификация на основе международных стандартов. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/v/ekologicheskaya-sertifikatsiyapredpriyatiy-na-osnove-mezhdunarodnyh-standartov 2. Борис Минин, Галина Гребенюк. «Социально-экологическая сертификация», 2003г. 3.Экологическая сертификация. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://studfiles.net/preview/5548877/page:29/

ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ РАМКАХ ТЭК ДОНБАССА ИННОВАЦИОННЫХ СТРАТЕГИЙ Степанов Д.А, Романова В.Ю. Донецкий Национальный Технический Университет В работе рассмотрены современные проблемы топливно энергетического комплекса в целом, а также возможность формирования и реализации в рамках компаний и отраслей ТЭК в Донбассе перспективной экологической научно-технической политики, согласованной с требованиями инновационной экономики. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:ТЭК, ОТХОДЫ,ИННОВАЦИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ. Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) - одна из важнейших специфических сфер научно-технического прогресса. Для этой сферы характерно влияние таких особенностей, как разнообразие природноклиматических и геологических условий функционирования ТЭК, чрезвычайно высокая социальная значимость, высокая зависимость промышленности от сырьевой базы, а также масштабные глобальные и локальные экологические последствия. Очевидно, что сегодня даже при наличии колоссальных природных ресурсов, развитие ТЭК не представляется возможным без технологического роста, без долгосрочной государственной политики, направленной на стимуляцию науки и инноваций как в производственной сфере, так и сфере экологической безопасности. В связи с этим отмечается актуальность темы глобальной энергетической безопасности. Более того, современные тенденции показывают, что комплексное использование энергетических ресурсов, активное привлечение альтернативных источников сырья - важнейшая движущая сила мирового экономического прогресса. Масштабы антропогенной деятельности в сфере добычи и использования энергетических ресурсов создают многомерные неопределенности как условий разработки, так и экологических последствий этого процесса. Например, широко известны крайне неблагоприятные геологические условия угледобычи в Донбассе, когда доля трудноизвлекаемых запасов угля превышает 90% от общих запасов. Также необходимо констатировать, что дальнейшее развитие ТЭК непременно связан с необходимостью решения сложных проблем хранения и утилизации отходов этой отрасли экономики. Целью работы является анализ принципиальных решений обеспечения безопасного функционирования топливно-энергетического комплекса. Для современной ситуации переориентация системы управления в компаниях топливно-энергетического комплекса особенно

актуальна путем повышения интеллектуального уровня управленческих процессов, увеличение объема знаний управленческого аппарата, необходимых для решения множества новых задач [1]. Необходимо констатировать, что на сегодняшний день сфера экологически ориентированного инновационного менеджмента в топливно - энергетическом комплексе является одним из слабых мест в общей системе управления компаниями и отраслью в целом. К числу основных недостатков следует отнести: • общую недооценку проблемы управления экологической инновационной деятельностью на всех уровнях ТЭК; • отсутствие в компаниях системы перспективного планирования в инновационной сфере; • невостребованность и крайнюю недостаточность проведения углубленных экологических прогнозно-аналитических исследований в инновационной сфере как необходимого этапа разработки научнотехнической политики компании, отрасли; • общее недостаточное нормативно-методическое обеспечение инновационной деятельности; • неопределенность роли государства в инновационной сфере. Согласно тому, что принципиальные решения в области экологически безопасного научно-технического развития и отбора приоритетов формируются именно на этапах прогнозирования и планирования, то необходимо принять во внимание следующие мероприятия: • систематическое проведение прогнозно-аналитических работ в инновационной сфере ТЭК, разнообразное прогнозирования, которое направлено на выявление основных закономерностей, тенденций и экологических проблем развития отрасли, выработка миссии компании, ее развития и различных сценариев будущего; • широкое внедрение аналитических методов и процедур для проведения анализа и формирования приоритетов инновационной деятельности на перспективу; • отбор и реализация решений, новых экологически безопасных технологий, проектов и программ, ориентированных на достижение целей инновационного развития, установленных принятой научно-технической политикой; • комплексное совершенствование управления инновационной деятельностью в рамках компаний и отраслей ТЭК. Вышеперечисленные этапы являются важным и необходимым направлением инновационной деятельности и служат информационной базой подготовки научно обоснованных решений и формирования различных вариантов научно-технического развития компании. Однако следует отметить, что в условиях рыночной экономики может быть

сформирована рациональная межкорпоративных система комплексного прогнозирования безопасного научно-технического развития компаний ТЭК. Создание и совершенствование системы управления инновационной деятельностью и ее перевод на интенсивный путь развития - это очень многонаправленного задачи. В числе проблем, связанных с будущими преобразованиями, необходимо в первую очередь назвать человеческий фактор, проблемы необходимого уровня образования и квалификации [2,3]. Переход к новым инновационным формам управления требует непременного пересмотра многих устоявшихся взглядов и подходов на всех этапах работ и во всех подразделениях ко мпании. Перейти на более высокий интеллектуальный уровень управленческих процессов - значит реализовать принятую научно-технической политике и на ее основе строить повседневную инновационную деятельность. Огромная значимость проблемы перехода к инновационной экономике предъявляет повышенные требования к уровню образования специалистов, которые должны овладеть новыми современными технологиями и техникой, методами управления инновационными процессами, методами прогнозирования, планирования и анализа [4]. Таким образом, необходимыми условиями создания эффективной системы управления инновационными процессами являются: • Высокая заинтересованность и повседневная поддержка работ высшим руководством компании (отрасли) • Соответствующая подготовка и дисциплина команды специалистов на всех уровнях системы управления; • Четкое нормативно-методическое, в том числе экономическое, правовое и организационное обеспечение системы управления инновационной деятельностью. Вывод. В современных условиях реальные и устойчивые конкурентные преимущества получают те производители, которые добиваются постоянного сокращения расходов за счет постоянного обновления технологий. Государственная поддержка является необходимым условием инновационного развития. Как показывает мировой опыт, предлагаемые меры на фоне масштабных структурных изменений в экономике позволяют в значительной степени снизить антропогенную нагрузку, что особенно важно для Донецкого региону. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Шафоростова М.Н. Развитие инновационной способности бизнеса / Проблемы екологии.-2010.- №1,2. - Стр.146 - 149. 2. Brzezinski Z. The Story of the Information Technology Revolution. Cambridge. 1988; 3. Toffler A. The Third Wave. N.Y., 1980; 4. Иноземцев В. За пределами экономического общества. М .: Academia, 1998. С. 323.

ФОРМИРОВАНИЕ ПЛАНА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕНОСТИ Тимоханова И. А., Грачева О. Д., Артамонов В.Н. Донецкий Национальный Технический Университет На основе анализа состояния влияния угольного предприятия на окружающую среду предлагаются решения по ее защите и оформление их в виде плана мероприятий. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: АНАЛИЗ, СОСТОЯНИЕ, ВЛИЯНИЕ, УГОЛЬНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ, СРЕДА, МЕРЫ, ЗАЩИТА. Каждое горное предприятие должно иметь специальную службу или подразделение, а может только инженера - эколога, которые выполняют экологический контроль и надзор за состоянием окружающей природной среды. Эта служба имеет достаточные полномочия и ее деятельность направлена на разработку мероприятий и проектов, снижение вредного воздействия предприятия должны утверждаться усилия по охране окружающей природной среды, и контролировать их выполнение.[1] Основой выполнения плана мероприятий служит четко сформулированный план решений по уменьшению вредного воздействия предприятия на окружающую природную среду.[1,2] Целью работы является подготовка, разработка или совершенствование мер по снижению вредного воздействия на окружающую природную среду, их экономическое обоснование на основе анализа эколого - экономической ситуации на предприятии, выявлении и оценки источников воздействия на окружающую среду и возможностей по их нейтрализации. Задачами исследования являются: * оценка деятельности предприятия как источника нарушения и загрязнения окружающей среды; * анализ существующих мер по защите ОПС на предприятии и предложения по их совершенствованию или разработки применительно к решениям; * увязка мероприятий включаемых в план с учетом экономического положения предприятия. Для успешного выполнения работы плана по разработке мероприятий по охране окружающей среды необходимо собрать следующие материалы: -экологическое описание деятельности предприятия с анализом существующих источников нарушения и загрязнения окружающей среды; -планы мероприятий по снижению вредного воздействия предприятия на окружающую среду за срок не менее 3 лет; -формы отчетности 2-ТП по объектам: земля, вода, воздух;

-документы, подтверждающие учет экологических мероприятий были изменены в себестоимости готовой продукции; -бизнес-план и его элементы при разработке и внедрении новых решений. Основные источники, где возможно получить эту информацию: технический проект предприятия (шахты);ОВОС-проект оценки влияния предприятия на окружающую природную среду;план мероприятий по снижению вредного воздействия предприятия на окружающую природную среду;формы 2ТП –плата за загрязнение окружающей природной среды (вода, воздух, земля);финансовые документы.Выше перечисленные документы можно получить в соответствующих отделах и службах предприятия: техническом, экономико-финансовом, экологическом и др. Процесс подготовки плана мероприятий и его блок-схема представлены на рис.1.

Рисунок 1- Процессы подготовки плана мероприятий по охране ОПС Формирование систем мероприятий к плану экологических мероприятий предприятия следует представить в виде таблицы, содержащей сведения по технологически, организационным мерам. [2] Анализируя источники загрязнения следует составить перечень объектов поверхностного комплекса, которые больше всего загрязняют окружающую среду. К ним следует отнести: котельные, угольный состав, породные отвалы, вентиляционный ствол, лесной состав, прудыотстойники и другие объекты. Вывод. Особенно следует уделять внимание организационным мерамсозданию экологической службы предприятия с обеспечением необходимыми материалами и оборудованием, разработки положения об экологической службе предприятия, права и обязанности специалистов службы. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1.Перечень мероприятий по охране окружающей среды. Режим доступа. http://firedeclaration.ru/dokumentaciya/perechen-meropriyatiy-po-ohrane-okruzhayushchey-sredy.html 2.Тимоханова И.А., Грачёва О.Д., Артамонов В.Н. Минимизация воздействия производства на ОПС методы и подходы. / Труды XI республиканской научной конференции молодых ученых «Комплексное использование природных ресурсов», Д., ДонНТУ, 2017 г., с88 – 90.

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО АГРЕГАТА Ромашко А.Ю., Гридин С.В. Донецкий национальный технический университет Проанализирована эффективностьработы теплового агрегата типа ДКВР-6,5/13, рассчитаны КПД котла по разным методикам и предложены мероприятия по охране окружающей среды. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ЭФФЕКТИВНОСТЬ, КОТЕЛ, КПД, ПРИРОДНЫЙ ГАЗ, ПОТЕРИ, ВЫБРОСЫ. На данный момент в мировом рейтинге важных, значимых и сложных в решениях проблем, проблемы теплоэнергетики находятся на первых позициях. Определение эффективности использования топливноэнергетических ресурсов (ТЭР) при выработке тепловой энергии методом сжигания органического топлива– очень важная задача. Вопросы влияния разного состава газа на коэффициент полезного действия (КПД) котлов являются актуальными. Хотя и существует множество котельных, где этот вопрос не стоит так остро, поскольку они работают на твердом топливе, но в нашем регионе функционирует большое количество котельных, работающих на газообразном топливе, и они также столкнулись с данной проблемой. Коэффициент полезного действия котельного агрегата определяют как отношение полезной теплоты, пошедшей на выработку пара (или горячей воды), к располагаемой теплоте (теплоте, поступившей в котельный агрегат). На практике не вся полезная теплота, выбранная котлоагрегатом, направляется потребителям. Часть теплоты расходуется на собственные нужды. КПД брутто котельного агрегата ηбр, %, можно определить методом прямого баланса или методом обратного баланса. КПД по уравнению прямого баланса применяется преимущественно при составлении отчетности за отдельный период (декада, месяц), а КПД по уравнению обратного баланса — при испытании котельных агрегатов[1]. Методик определения КПД котлов большое количество, это связано с тем, что некоторые ученные предлагают использовать обобщенные характеристи топлива или путем только непосредственных замеров. Из методов теплотехнических расчетов можно выделить метод приведенных характеристик топлива, предложенный С.Я. Корницким, обобщенный метод М.Б. Равича и методику теплотехнических расчетов по приведенным характеристикам топлива Я.В. Пеккера. Рассмотрим эти методики подробнее на конкретных данных. При анализе влияния содержания природного газа на КПД котла ДКВР-6,5/13

за базовый состав газа принимаем природный газ Ямбургского месторождения, состав которого совпадает с составом газа в режимной карте котла, а далее состав каждого компонента газа увеличиваем и уменьшаем на 5%. Расчет состава газа представлен в таблице 1.1. Основным документом, определяющим порядок эксплуатации котлоагрегата, является режимная карта. По данным, которые приведены в режимной карте котла находим КПД. Таблица1.1 – Расчет состава природного газа

СН4

С2Н6

Состав газа, % С3Н8 С4Н10

С5Н12

СО2

Азот

Σ=

90,440

0,060

0,010

0,002

0,199

0,518

8,763

99,99

91,392

0,054

0,009

0,002

0,179

0,466

7,891

99,99

92,344

0,048

0,008

0,002

0,160

0,415

7,018

99,99

93,296

0,042

0,007

0,001

0,140

0,363

6,145

99,99

94,248

0,036

0,006

0,001

0,120

0,312

5,273

100,00

95,2

0,03

0,005

0,001

0,1

0,26

4,4

100,00

96,152

0,024

0,004

0,001

0,080

0,208

3,527

100,00

97,104

0,018

0,003

0,001

0,060

0,157

2,655

100,00

98,056

0,012

0,002

0,000

0,041

0,105

1,782

100,00

99,008

0,006

0,001

0,000

0,021

0,054

0,909

100,00

99,960

0,000

0,001

0,002

0,037

100,00

Теплота сгорания, кДж/м3 Qнр 32718,75 2 33025,58 8 33332,42 3 33639,25 9 33946,09 4 34252,93 0 34559,76 6 34866,60 1 35173,43 7 35480,27 2 35787,10 8

При определении действительного КПД котла обратным методом получаем график зависимости КПД от низшей теплоты сгорания (рисунок 1.1). КПД котлоагрегата (брутто) по обратному балансу по формуле: ηкабр =100% - (q2 +q3 +q4 +q5 +q6 ), где q2 – потери теплоты с уходящими газами; q3 – потери теплоты с химическим недожогом; q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива; q5 – потери теплоты от наружного охлаждения; q6 – потери с физической теплотой шлаков.

Среднестатистические данные по тепловым потерям q 3, q4 приведены в нормативном методе тепловых расчетов, потери теплоты q 2, q5, q6 определяем расчетом. При расчетах данным методом КПД в большей мере зависят именно от теплоты сгорания топлива [2]. КПД котла, %

100.00 95.00 90.00 85.00 80.00 32000

32500

33000

33500

34000

34500

35000

35500

36000

Теплота сгорания Qнр, кДж/кг

Рисунок 1.1 – Зависимость КПД котла от теплоты сгорания топлива (согласно обратного метода). При расчете КПД по методике приведенных характеристик Я.В. Пеккера на КПД влияют потери теплоты в котлоагрегате с химическим недожогом q3[3]. Поэтому и зависимости строим, учитывая этот фактор (рисунок 1.2). p КПД на базе высшей теплоты сгорания Q p природного газа (метод обратного баланса) рассчитывается по формуле: бр

(ηку )в =(100 −qв2 − qв3 − qв5 ), %

Числовое значение коэффициента полезного действия котельной бр установки брутто (ηку )в , потери теплоты топлива с уходящими газами - qв2 , потери теплоты топлива вследствие химической неполноты сгорания - qв3, потери теплоты топлива в окружающую среду -qв5 , можно определить через их известные значения, определѐнные на базе низшей теплоты p сгорания природного газа Q н . Эта зависимость представлена на рисунке 1.3. Результаты расчета КПД котла по разным методикам в зависимости от низшей теплоты сгорания природного газа представлены на рисунке 1.4. КПД котла, %

89 88 87 86 85 0

1 теплоты 2 с химическим 3 Потери … 4

Рисунок 1.2 – Зависимость КПД котла от потерь с химическим недожогом.

Потери теплоты

51 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 74

потери теплоты топлива вследствие химической неполноты сгорания потери теплоты топлива с уходящими газами

КПД котла, %

Рисунок 1.3 – Влияние потерь теплоты топлива с химическим недожогом и уходящими газами на КПД котла.

КПД котла, %

100

Обратны й метод

90 85

по Пеккеру

80 75 70 32000

33000

34000

35000

Теплота сгорания Qнр, кДж./кг

36000

Рисунок 1.4 – Расчет КПД котла по разным методикам в зависимости от низшей теплоты сгорания природного газа Имеем, что, все методики для определения КПД котлов имеют право на существование и их применение позволяет в каждом конкретном случае учесть влияние определяющих факторов процесса сжигания топлива. Выводы. Таким образом состав газа влияет на эффективность работы котла, а именно на его КПД. Но также при разном составе газа меняется его расход, при этом мы имеем, что за счет снижения расхода природного газа, выбросы в окружающую среду оксидов азота и углерода уменьшаются. Несмотря на это предлагаются общие мероприятия по охране окружающей среды: вести первичный учет выбросов в атмосферу; осуществлять диагностику топливной аппаратуры СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). – Санк – Петербург,1998. –259с. 2. Тепловой расчѐт котлов (Нормативный метод) [Текст]. – Издание третье, перераб. И допол.// Под ред.С. Назаренко. – Санкт-Петербург: РАО «ЕЭС России», АОО ВТИ, АОО НПО ЦКТИ, 1998. – 299 с.: ид.

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШАХТНОЙ ПОРОДЫ НА ТЕРРИТОРИИ ДОНБАССА Шаповалов Д. С., Павлюченко И. А. Донецкий национальный технический университет Рассмотрено основные проблемы, связанные с воздействием породных отвалов.Предложено использование отработанной породы в качестве строительного материала для строительства дорог. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ПОРОДА, СТРОЙМАТЕРИАЛЫ, ШАХТЫ, ДОРОГА, ПЕСОК, ДРОБЛЕНИЕ. На территории ДНР насчитывается 586 породных отвалов, большинство из которых расположены на административных территориях городов Донецк (144), Макеевка (118), Шахтерск (69) и Торез (67) [1]. Улучшение экологической обстановки возможно в результате снижения вредного воздействия породных отвалов на окружающую природную среду за счет утилизации шахтной породы. Существует ряд направлений её использования, прежде всего это закладка породы в выработанное пространство шахты, применение в дорожном строительстве, рекультивация породных отвалов, использование породы в качестве строительного материала. Для получения из горелых пород материала требуемой прочности и долговечности необходимо производить переработку шахтных пород с обогащением по прочности. Для переработки пород на отвалах устанавливают дробильно-сортировочные комплексы. Эффективность переработки породной массы достигается при сочетании предварительного грохочения с обогащением по прочности. Обогащение по прочности можно осуществлять в несколько стадий дробления и грохочения. [2] Переработку пород проводят по технологической схеме, включающей следующие основные операции: -предварительное грохочение для отбора мелочи перед первичным дроблением; -дробление для получения требуемых по крупности фракций щебня; -сортировку продуктов дробления на заданные фракции; -транспортировку и складирование готовой продукции. При переработке исследуемой породы с каждой последующей стадией дробления качество получаемых материалов из шахтных пород (щебня, щебеночно-песчаных смесей, отсевов дробления) улучшается: повышается прочность, снижается пустотность, количество пылевидной фракции, содержание зерен слабых пород, улучшается форма зерен, стабилизируются все показатели заполнителей.

Отсевы дробления горелых пород по зерновому составу соответствуют песчано-гравийной смеси. Песчаная фракция отсевов дробления пород по физико-механическим свойствам может соответствовать пескам I или II класса. Их можно использовать как строительные пески. По модулю крупности пески относятся к крупному и среднему. Эти отсевы являются морозостойкими, практически не размокают и не набухают в воде. По фильтрационной способности отсевы относятся к водопроницаемым. Щебень, щебеночно-песчаные смеси и песок из горелых пород по техническим характеристикам и показателям качества соответствуют требованиям, которые предъявляются государственными стандартами к заполнителям из природного камня, а также техническими условиями на заполнители из горелых пород шахтных отвалов для дорожного строительства. Для устройства дополнительных и нижних слоев оснований можно использовать щебень после первого дробления с размером зерен от 20 до 150 мм. Для нижних и средних слоев оснований применяется щебень фракции от 40 до 80 и от 80 до 150 мм; для верхних слоев оснований и покрытий -от 20 до 40 и от 40 до 80 мм. Щебень из горелых пород хорошо уплотняется. Поэтому наиболее эффективно укладывать его по способу заклинки или способу оптимальных смесей. Расклинцовку слоя щебня следует производить фракциями мелкого щебня с последовательно уменьшающимися размерами: 20-40, 10-20 и 5-10 мм. Для расклинцовки можно использовать также смесь фракций: от 5(3) до 20, от 0 до 20 и от 0 до 10 мм. Технологический процесс устройства слоев сводился к разравниванию породы и уплотнению спланированной поверхности легкими или средними катками. Образующиеся просадки выравнивали, рассыпая горелую породу меньшей крупности. В дальнейшем при максимальной толщине слоя до 20 см пропускали тяжелые катки. Общее число проходов катка составляет 15 - 18. Уплотнение заканчивали, когда прекращались деформации после прохода тяжелого катка. Для повышения плотности щебень увлажняли. В сухое время года расход воды для полива 4 - 5 л/м2. В последующих слоях оснований и покрытии и для расклинцовки следует применять щебень, полученный при повторном дроблении горелых пород. Одно из преимуществ применения щебня из горелых пород в дорожном строительстве состоит в том, что благодаря его легкой уплотняемости и цементирующей способности пылевидной фракции достигается плотная упаковка зерен заполнителя и создается монолитная конструкция повышенной прочности и устойчивости. Устроенные по способу заклинки основания имеют прочность, достаточную для возведения выше лежащих слоев дорожной одежды. Результаты испытаний физико-механических свойств щебня и щебеночно-песчаных

смесей из горелых пород подтверждают пригодность этих материалов для устройства подстилающих слоев и оснований дорог. Качественные заполнители из горелых пород можно применять во всех слоях дорожного покрытия. Общим условием использования шахтных пород в дорожном строительстве является соответствие прочности сооружаемых из них слоев дорожного покрытия тем механическим и физико-механическим воздействиям, которые можно ожидать в данном слое. Для принятия решения об использовании минеральных материалов из горелых пород необходимо предварительно провести комплексную оценку этого техногенного сырья. Методика комплексной оценки шахтных пород включает три этапа: - на первом этапе необходимо выполнить инженерно-геологическое изыскание шахтных пород, для получения необходимой информации о характере залегания материалов, распределении влажности, плотности по глубине отвала, степени однородности, способе получения пород; - на втором этапе осуществляют инженерно-геологическую оценку показателей физико-механических свойств пород и материалов из них, определенных в лаборатории; устанавливают возможность и условия их использования в основаниях дорожных покрытий и земляном полотне; - на третьем этапе с учетом полученных лабораторных данных выполняют технико-экономическое обоснование целесообразности использования тех или иных материалов из пород в конкретных конструкциях автомобильной дороги. В случае положительного решения разрабатываются специальные рекомендации по конструкции земляного полотна и дорожных одежд . За счет меньшей стоимости материалов из горелых пород (на 25-30% ниже стоимости природных заполнителей) и снижения трудоемкости при возведении слоев дорожной одежды уменьшается общая стоимость работ строительства дорог. Вывод. Освоение технологического комплекса по переработке забалансового сырья, накопленного в отвалах, обеспечит создание дополнительных рабочих мест, что будет иметь положительные социальные и демографические последствия. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Негативное влияние на окружающую среду породных отвало. Режим доступа. https://dnr-online.ru/v-respublike-zanimayutsya-minimizatsiej-negativnogo-vliyaniya-naokruzhayushhuyu-sredu-porodnyh-otvalov/. 2. Буравчук Н.И., Рутьков К.И. Переработка и использование отходов добычи и сжигания твердого топлива. Ростов н/Д., 1997. 224 с. 3. Лысихина А.И. Дорожные покрытия и основания с применением битумов и дегтей. М., 1962. 360 с.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ РЕАЛИЗАЦИИ НИЗКОУГЛЕРОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В РАМКАХ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДОНБАССА Юрченко В.В., Недопекин Ф.В. Донецкий национальный университет Оценены экологические риски реализации низкоуглеродных технологий в рамках топливно-энергетического комплекса Донбасса. Предложена инфраструктура для реализации технологий улавливания и хранения диоксида углерода, который выбрасывается тепловыми электростанциями Донбасса, путем его транспортировки по новым и действующим газопроводам и последующего геологического хранения. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ДИОКСИД УГЛЕРОДА, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ, УЛАВЛИВАНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА, ХРАНЕНИЕ. Современное глобальное изменение климата обусловлено [1], в значительной мере, увеличением количества парниковых газов в атмосфере и, в первую очередь, диоксида углерода (СО 2). Основным антропогенным источником выбросов СО2 являются промышленные и энергетические предприятия, на которых широко используется сжигание ископаемого топлива, что вызывает большие экологические риски для окружающей природной среды [2]. Исследования способов смягчения последствий глобального изменения климата [3, 4] указывают на необходимость в ближайшее время существенно сократить выбросы СО2 в атмосферу путем реализации технологий улавливания и геологического хранения СО 2 (УГХ-СО2). Использование этих технологий позволит обеспечить к 2050 году уменьшение ожидаемого среднего роста глобальной температуры атмосферы не на 6оС, а только на 2оС. Широкомасштабная реализация технологий УГХ-СО2 требует значительных материальных и финансовых ресурсов, что приведет к подорожанию электроэнергии в среднем на 30 % – однако пока другого эффективного способа сокращения количества СО 2 в атмосфере нет и технологии УГХ-СО2 необходимо внедрять во всех странах мира. В настоящее время уже строятся и действуют в ряде стран (Австралия, Германия, Испания и др.) несколько тепловых электростанций (ТЭС) с установленными блоками улавливания СО2 до сжигания топлива, в процессе сжигания и после сжигания топлива. Уловленный СО2 далее переводят в жидкое сверхкритическое состояние и транспортируют к месту геологического хранения в горных породах на глубине более 800 м.

Рис. 1 – Потенциал накопления СО2 в Европе [5]

Рис. 2 – Угольные шахты, тепловые электростанции, газотранспортная система и перспективны участки геологического хранения СО 2 на Донбассе

Долговременное хранение сверхкритического СО2 возможно только при соблюдении довольно жестких условий к свойствам горных пород, которые должны обеспечивать минимальные риски утечки СО 2 на поверхность почвы или воды. Например, в Европе такие перспективные территории, где можно реализовывать участки геологического хранения СО 2, расположены (рис. 1) как под землей, так и под водой [5]: наибольший потенциал накопления СО2 под землей расположен в Донбассе (от 45,7 до 428,3 млрд. тонн), а под водой – в Северном море. Инфраструктура реализации технологий УГХ-СО2 в Донбассе изображена на рис. 2, где показаны действующие угольные шахты (1) (вблизи которых нельзя располагать хранилища СО 2), угольные ТЭС (2) (маркеры синего цвета соответствуют угольным ТЭС, а голубого – газовым ТЭС, при этом величина маркера зависит от мощности ТЭС, т.е. символизирует объем выбросов СО 2), действующие магистральные газопроводы (3), действующие распределительные трубопроводы (4), новые трубопроводы (5), компрессорные станции (6), действующие газовые подземные хранилища (7) и потенциальные участки геологического хранения СО2 (8). При определении перспективных участков геологического хранения СО2 были изъяты территории действующих угольных шахт, тектонических нарушений и крупных населенных пунктов. Реализация технологий УГХ-СО2 в рамках топливно-энергетического комплекса Донбасса будет состоять из следующих этапов [6], где будут возникать определенные экологические риски: 1 этап – улавливание СО2 на действующих ТЭС и перевод его в сверхкритическое состояние – риски неполного улавливания и утечек при компрессорных процессах его ожижения; 2 этап – транспортирование по трубопроводам – риски утечек при разгерметизации труб и при компрессорных процессах; 3 этап – закачка через скважины в места геологического хранения – риски утечки за счет не герметичности скважины; 4 этап – распространение СО2 по геологическому хранилищу – есть 3 основных сценария утечек СО2 из хранилищ: - просачивание СО2 через пористые породы прикрывающие хранилище (для избегания этого сценария обычно выполняются предварительные исследования пористости пород методом рентгеновской томографии на синхротроне [7]); - утечки через старые и новые скважины (такие утечки очень просто фиксируются и предотвращаются); - утечки по тектоническим разломам (эти утечки могут появиться сразу после закачки СО2 в геологическое хранилище за счет изменения

массового баланса горных пород, а также возникнуть в любое время вследствие тектонической активности горных пород вблизи и на участках хранения СО2. При этом, реализации 1-3 этапов приводит к утечкам СО2 сразу непосредственно а атмосферу, что не влечет экологических последствий. А при утечках СО2 на 4 этапе реализации технологий УГХ-СО2 происходят процессы взаимодействия сверхкритического флюида СО 2 с водой и горными породами, что приводит к частичной минерализации СО2 и выходу к подземным и поверхностным водам (и на поверхность почвы) большого спектра вредных химических соединений. Указанные экологические риски реализации технологий УГХ-СО2 на Донбассе могут отрицательно влиять как на окружающую природную среду, так и на здоровье населения, но повсеместная реализация технологий УГХ-СО2 и других низкоуглеродных технологий позволит смягчить последствия глобального изменения климата. Выводы. Учитывая имеющийся потенциал накопления СО2 реализация технологий УГХ-СО2 может стать перспективным направлением экономического и технологического развития Донбасса. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Climate Change: The IPCC Response Strategies. – World Meteorological Organization / United Nations Environment Program: Intergovernmental Panel on Climate Change, 1990. – 332 p. 2. The Global Risks Report 2017, 12th Edition. – CH, Geneva: World Economic Forum. – 2017. – 78 p. 3. Специальный доклад МГЭИК: Улавливание и хранение двуокиси углерода – Резюме для лиц, определяющих политику и Техническое резюме / Ред.: Берт Метц и др. – МГЭИК. – 2005. – 66 с. 4. Technology Roadmap – Carbon capture and storage. – International Energy Agency, 2010. – 52 p. 5. COAL ATLAS: Facts and figures on a fossil fuel – 2015, Heinrich Boll Foundation, Berlin, Germany, and Friends of the Earth International, London, UK. – Second English edition, March 2017. – 56 p. 6.Шеставин Н.С. Низко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины: монография / Н.С. Шеставин, Ф.В. Недопекин, В.В. Осетров, В.В. Юрченко. – Дружковка: Юго-Восток, 2015, 239 с. 7.Ступин А.Б. Исследование геологических пород, перспективных для секвестрации СО2, с использованием данных рентгеновской томографии на синхротроне / А.Б. Ступин, М.В. Бескровная, В.В. Юрченко, М. Кобченко // Вісті Автомобільнодорожнього інституту. – 2012. – № 2(15). – С. 256-262.