Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оценка пылегазовых выбросов в атмосферу угольными шахтами и совершенствование отраслевой методики инвентаризации источников загрязнения

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Оценка пылегазовых выбросов в атмосферу угольными шахтами и совершенствование отраслевой методики инвентаризации источников загрязнения"

На правах рукописи

СЕРЁГИНА Ольга Вячеславовна

ОЦЕНКА ПЫЛЕГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ УГОЛЬНЫМИ ШАХТАМИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОТРАСЛЕВОЙ МЕТОДИКИ ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Специальность 25.00.36 Геоэкология (в горно-перерабатывающей промышленности)

Автореферат 1 6 ИЮН 2011

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2011

4850126

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» на кафедре геотехнологий и строительства подземных сооружений. ,

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Качурин Николай Михайлович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Русак Олег Николаевич,

кандидат технических наук, доцент Рощупкин Эдуард Валерьевич.

Ведущая организация: Московский государственный горный университет.

Защита диссертации состоится « 4 » июля 2011 г. в 11 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.271.09 при Тульском государственном университете по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, д. 90, ауд. 220, 6 уч. корпус..

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан « Ъ> Сиа^Л 2011 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Л.Э. Шейнкман

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Зависимость общества от экологических результатов своей деятельности приобретает глобальный и всё более острый характер. На современном этапе взаимодействия хозяйственной деятельности с окружающей средой характеризуются огромными масштабами изменений естественного состояния ландшафтов, атмосферы, недр, возрастанием энергетической вооруженности, производством всё большего числа новых веществ и выбросами их в окружающую среду, увеличением количества твёрдых, жидких и газообразных отходов и другими факторами. Любые современные технологии так или иначе, использующие природные ресурсы, направлены на реорганизацию окружающей среды. В результате применения технологий происходит деформация окружающей среды, возникают её локальные, региональные и глобальные изменения.

Добыча полезных ископаемых сопровождается изъятием вещества недр и нарушением целостности породных массивов, прилегающих к горным выработкам. Использование земельных шющадей под горные отводы сопровождается следующими воздействиями на окружающую среду: загрязнением почвенного покрова прилегающих территорий; потреблением водных ресурсов, которое происходит одновременно с их загрязнением и сбросами сточных вод; изъятием кислорода из атмосферы в процессе сжигания топлива и окисления вскрытых пород; загрязнением атмосферы пылегазовыми выбросами. То есть горное производство оказывает влияние на экосистемы, существование которых обусловлено лишь компонентами природной среды, воспринимаемыми человеком как ресурсы биосферы.

Горное производство, являясь одним из основных видов хозяйственной деятельности человека, приводящей к изменению природы, выражает себя в неминуемом изъятии вещества и изменении физических и химических характеристик окружающей природной среды. Программный документ «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года», разработанный Минэнерго России в 2000 году, предусматривает диверсификацию энергоносителей: стабилизацию доли газа в производстве первичный топливно-энергетических ресурсов (до 38,8 %) и увеличение использования угля в топливно-энергетическом балансе страны, с доведением добычи до 430 млн т. В Центральном Федеральном округе планируется создание топливной базы Рязанской ГРЭС на подмосковных углях с годовым объемом добычи угля от 1 до 1,5 млн т, а в перспективе - до 4 млн т в год. Сегодня в основных угледобывающих регионах помимо закрытия нерентабельных и технологически опасных шахт, ведутся реконструкция действующего шахтного и карьерного фонда, строительство новых предприятий. Увеличение объема производства в условиях рынка приведет к существенному повышению пылегазовых выбросов в атмосферу не только вследствие сжигания топлива, но и в ходе его добычи.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам регионального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программой «Развитие научного потенциала высшей школы (2009...2010 гг.) (per. номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт № 02.740.11.0319).

В этих условиях особую значимость и актуальность приобретает задача совершенствования оценки пылегазовых выбросов в атмосферу угольными шахтами и отраслевой методики инвентаризации источников загрязнения на территориях с развитой угледобывающей промышленностью.

Целью работы является уточнение закономерностей газообмена угольной шахты с атмосферным воздухом для совершенствования методики инвентаризации пылегазовых выбросов в атмосферу, позволяющей автоматизировать прогнозные расчеты и повысить эффективность мониторинга воздействий подземной угледобычи на окружающую среду.

Идея работы состоит в том, что совершенствование методики инвентаризации пылегазовых выбросов в атмосферу, позволяющей автоматизировать прогнозные расчеты и повысить эффективность мониторинга загрязнения атмосферы, обеспечивается за счет учета поглощения кислорода угольным пластом, выделения углекислого газа и радона в горные выработки.

Основные научные положения, сформулированные в работе, состоят в следующем:

- интенсивность пылегазовых выбросов в атмосферу от негазовых угольных шахт обусловлена источниками пылевыделений и выбросов газов поверхностного технологического комплекса на промплощадках, а также процессами миграции радона, поглощения кислорода углем и выделения углекислого газа из угольных пластов;

- валовые выбросы радона в приземный слой атмосферы на территории действующей шахты зависят от удельной активности подземных вод по радону, содержания рассеянного урана в разрабатываемых угольных пластах и вмещающих породах;

- поглощение атмосферного кислорода в горных выработках происходит за счет низкотемпературного окисления поверхности обнажения угольных пластов и отбитого угля в очистных и подготовительных забоях, а интенсивность этого процесса зависит от константы скорости взаимодействия кислорода с углем, константы динамического равновесия процесса сорбции и коэффициента кнудсеновской диффузии кислорода в угле;

- валовые выбросы углекислого газа в приземный слой атмосферы пропорциональны величине поглощения атмосферного кислорода в горных выработках с угловым коэффициентом близким к единице.

Новизна разработанных научных положений состоит в следующем:

- разработаны математические модели поглощения атмосферного кислорода, валовых выбросов углекислого газа и радона в приземный слой атмосферы, отличающиеся тем, что учтено влияние протяженных газоотдающих поверхностей, контактирующих с вентиляционными струями, и аэрогазодинамических характеристик очистных и подготовительных участков;

- усовершенствована методика инвентаризации источников пылегазовых выбросов от угольных шахт Подмосковного бассейна, отличающаяся тем, что наряду с источниками пылегазовых выбросов, расположенными на поверхности, учитываются поглощение кислорода угольным пластом, а также выделения углекислого газа и радона в шахтный воздух;

- разработан комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать процесс расчета пылегазовых выбросов в приземные слои атмосферы от источников поверхностного технологического комплекса угольных шахт, а также проводить вычислительные эксперименты при моделировании различных геоэкологических и геотехнологических условий.

Обоснованность и достоверность теоретических положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректной постановкой задач исследования, применением классических методов математической физики, математической статистики и теории вероятностей и современных достижений вычислительной математики; удовлетворительной сходимостью результатов прогноза с фактическими данными (отклонение не превышает 20 %) и большим объемом вычислительных экспериментов.

Практическая значимость работы заключается в том, что усовершенствована методика инвентаризации источников пылегазовых выбросов от угольных шахт Подмосковного бассейна для повышения эффективности заполнения формы федерального государственного статистического наблюдения 2ТП - Воздух «Сведения об охране атмосферного воздуха». Также разработаны и апробированы комплекты программных средств для инвентаризации пылегазовых выбросов от источников поверхностного технологического комплекса типовой угольной шахты Подмосковного бассейна, а также комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать инженерные расчеты поглощения кислорода угольным пластом, а также выделения углекислого газа и радона в шахтный воздух.

Практическая реализация выводов и рекомендаций. Усовершенствованные методы оценки воздействия на атмосферу при разработке угольных месторождений подземным способом были использованы на угледобывающих предприятиях Ерунаковской угольной компании, ООО «Прокопьевск-уголь» и ОАО «Мосбассуголь». На основе материалов диссертации разработан комплекс эффективных геоэкологических мероприятий по контролю за пылегазовыми выбросами угольных шахт. Научные и практические результаты были использованы в Тульском государственном университете при вы-

полнении НИР по федеральной и межрегиональным научно-техническим программам, а также в учебном процессе по направлению «Горное дело».

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры геотехнологий и строительства подземных сооружений ТулГУ, на 3-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2007 г.), на 3-й Международной конференции по проблемам рационального природопользования (г. Тула, 2010 г.), на 8-й Международной научно-практической конференции по Освоению минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения (г. Воркута, 2010 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 статей.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из 4 глав, изложенных на 147 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 139 наименований.

Автор диссертационной работы выражает глубокую благодарность д-ру техн. наук, проф. Э.М. Соколову, д-ру техн. наук, проф. Е.И. Захарову за методическую помощь, сотрудникам кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды, кафедры геотехнологий и геотехники ТулГУ за содействие при проведении научных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Проблемой исследований газообмена в шахтах занимались ведущие научные центры: МакНИИ, ВостНИИ, ИГД им. A.A. Скочинского, МГИ, ТулГУ и др. Фундаментальные и прикладные аспекты воздухообмена в шахтах разработаны: JI.H. Быковым, Д.И. Коварским, A.A. Скочинским и нашли свое дальнейшее развитие в трудах: Е.И. Захарова, Н.М. Качурина, Э.М. Соколова, A.A. Кузнецова, P.A. Ковалева, Г.Д. Лидина, A.A. Мясникова, Н.Г. Рыжиковой, М.Б. Суллы, А.Ф. Симанкина, Н.С. Тищенко, A.M. Лебедева и др. Анализ основных научных и практических результатов, полученных сотрудниками ТулГУ, послужил основой для определения цели, идеи и основных задач исследований.

На основании изложенного, а также в соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи исследований.

1. Изучить содержание и структуру существующей базы данных по газообмену в горных выработках углекислотообильных шахт, действующие нормативы по инвентаризации пылегазовых выбросов, методы оценки воздействия горных предприятий на атмосферу и разработать уточненную структуру форм отчетности 2ТП-Воздух «Сведения об охране атмосферного воздуха».

2. Разработать математические модели поглощения атмосферного кислорода угольным пластом, а также валовые выделения углекислого газа и радона в шахтный воздух.

3. Разработать комплекс программных средств для расчета пылегазовых выбросов от источников поверхностного технологического комплекса типовой углекислотообильной шахты, провести вычислительные эксперименты и практическую апробацию предлагаемых программных средств.

4. Разработать комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать расчеты поглощения кислорода угольным пластом, а также выделения углекислого газа и радона в шахтный воздух, и провести вычислительные эксперименты по газообмену шахтного воздуха с атмосферой.

5. Усовершенствовать методику инвентаризации источников пылегазовых выбросов от угольных шахт Подмосковного бассейна, на основе изучения закономерностей миграции радона, поглощения кислорода и выделения углекислого газа из угольных пластов, дополнив форму 2ТП - Воздух.

Горное производство вызывает два вида загрязнений атмосферного воздуха: запыленность и загазованность. Количество выбросов, их объем и вещественный состав определяются источниками загрязнения.

Расчет газообмена предприятия по добыче угля с атмосферным воздухом проводился для типовой углекислотообильной шахты. План-схема такой шахты показана на рис. 1.

Рис. 1, План-схема типовой углекислотообильной шахты: 1 - сооружение вспомогательного ствола; 2 -участок проведения погрузочно-разрузочных работ; 3 - сооружение главного ствола; 4 - котельная; 5 ~АБК; б — сварочный цех; 7 - гараж; 8 - склад угля

Процессы углекислотовыделения, поглощения и разбавления кислорода рудничной атмосферы зависят от атмосферного давления, которое, изменяясь с определенной цикличностью, приводит к газообмену с рудничной атмосферой. В результате анализа газовых проб, взятых из выработанного пространства лавы № 50 шахты «Щекинская», видно, что состав газовоздушной смеси

7

зависит от атмосферного давления. Рассматривая изменение концентрации С02 и 02 и сравнивая эти данные с колебаниями атмосферного давления (рис. 2), можно заметить всплески концентрации углекислого газа и снижение концентрации кислорода при уменьшении давления.

22

-2

-1

0,103

Вышеизложенное также подтверждается серией наблюдений, проведенных на шахтах «Дубовская». Наблюдение, представленное на рис. 3, иллюстрирует процесс загазирования при падении давления.

0,103 0,103 0,103 0,102

0,102 0,102 0,102

Рис.2. Изменение содержания 02 и С02 в активной зоне выработанного пространства (Шахта «Щекинская», тупик лавы № 50)

Время, часы

0,102 0,101

0 36 72 108 144 180 216 252 288 324 360 396 432 468 504 540 18 54 90 126 162 198 234 270 306 342 378 414 450 486 522

¿Ф 746

Н

«

= 5 742

II

3 5 738 « &

Ф с 8 « и X

« 8 734

я ф о.

I- с:

Ф ш

г С£

а 730

ш

726

Шахта "Дубовская'

Время наблюдений, час

Рис.3. Динамика изменения концентрации С02 в газовой смеси, поступающей из выработанного пространства при колебаниях барометрического давления

На кафедре аэрологии, охраны труда и окружающей среды и кафедре геотехнологий и геотехники Тульского государственного университета проводилось опробование отвалов на содержание урана в зольном остатке угля. Целью работы было выявление урана в отвалах. Результаты радиометрических анализов проб приведены в табл. 1. Анализы выполнены в лаборатории кафедры аэрологии охраны труда и окружающей среды Тульского государственного университета.

Из табл.1 можно сделать вывод, что фоновая концентрация урана в отвалах превышает в два раза фоновую концентрацию в почве, которая составляет 2 мг/кг (результаты замеров). Это подтверждает тот факт, что разрабатываемый угольный пласт будет являться источником радоновыделений при разработке угольных месторождений Подмосковного бассейна.

Расчетная схема вертикальной миграции радона от залежи урана к горной выработке (рис. 4) позволила представить математическое описание диффузионного процесса в виде одномерного уравнения в частных производных.

Источником радонообразования в угольных пластах Подмосковного бассейна является рассеянный уран, поэтому его можно считать равномерно распределенным в плоскости пласта.

Таблица 1

Содержание урана в отвалах

Металлы, мг/кг Действующие шахты треста «Богородицкуголь»

ь Ш 59 Ш 59 Ш 71 Ш 71

и 3,7 3,9 4,1 4,0

Бг 28,3 50,7 81,8 89,6

РЬ 32,7 55,4 38,9 38,8

Аз 13,7 16,4 12,7 13,2

1п 33,4 163,6 38,1 38,5

Си 0 0 0 0

N1 21,5 53,0 41,1 43,7

Бе 2,8 3,53 4,2 3,4

Со 1,2 8,3 0 2,1

Мп 32,1 48,9 43,7 36,3

Сг 59,2 87,3 94,6 106,6

V 60,6 92,5 110,0 104,5

И 0,6 1,0 1Д 1,2

рН 3,7 5,1 4,2 4,0

Рис.4. Расчетная схема вертикальной миграции радона от залежи урана к горной выработке

Целесообразно рассматривать одномерную стационарную диффузию радона в горные выработки с поверхности обнажения разрабатываемого уголь-

ного пласта. Поэтому выделения радона можно описать следующим уравнением:

УП

__V Д УП , тУП л

2 и '

(1)

где А™ - удельная активность по радону газовой смеси в разрабатываемом

угольном пласте; .Г^ - интенсивность образования радона в разрабатываемом угольном пласте.

Решение уравнения (1) для условий, характеризующих газообмен поверхности обнажения разрабатываемого угольного пласта с воздухом, получим в следующем виде:

Дифференцируя зависимость (2) в точке х = 0 находим абсолютное радо-новыделение из разрабатываемого угольного пласта:

Графики зависимости величины Ауп(х) = А^х)^/^ от координаты х для различных значений /Б^ представлены на рис. 5. Анализ горизонтального распределения удельной активности радона в плоскости разрабатываемого угольного пласта показывает, что по мере удаления от поверхности обнажения удельная активность радона стабилизируется. Графики зависимости А711 = Ауп (х) свидетельствуют о наличии асимптоты при х —»со, т.е. А™ = 1. Как и в предыдущем случае, следует отметить высокий темп снижения скорости миграции радона при уменьшении величины коэффициента эффективной диффузии.

Исследования показали, что радоновыделение из разрабатываемого угольного пласта зависит от диффузионных свойств вещества угля, скорости радиоактивного распада, константы скорости сорбции радона углем и интенсивности образования радона в разрабатываемом угольном пласте. В свою очередь интенсивность образования радона в угольном пласте зависит от концентрации рассеянного урана, поэтому эта характеристика непосредст-

(2)

(3)

венно связана с результатами геологического опробования проб угля при разведке месторождения.

Рис.5. Графики зависимости отношения величин А™ от расстояния х, м. (^Ж = 0,001 (кривая1);0,005 (кривая 2); 0,01 (кривая 3); 0,05 (кривая 4); 0,1 (кривая 5) - 0,001; 2 - 0,005;

Источником радоновыделения из подземных вод Подмосковного бассейна также является рассеянный уран, но сам радон находится в воде в растворенном состоянии. Радоновыделение проявляется как дегазация подземных вод, текущих по дренажным каналам шахты. Поэтому целесообразно рассматривать одномерную стационарную миграцию радона в горные выработки с поверхности водного потока. Выделения радона с поверхности подземных вод можно описать следующим уравнением:

dA„

dx

- -Л А пв _ ;пв ~ Rn Rn JRn

(4)

где А™ - удельная активность подземных вод по радону; ^ - интенсивность дегазации радона из подземных вод. Интегрируя это уравнение, получим:

А™| =А™| еХр[-(Хкл+К°Е^1, (5)

8,1 1кОН Кл |НАЧ ,1

- соответственно начальное и конечное значение удель-

ной активности подземных вод по радону в точках х=0 и х = L.

12

Мы находим абсолютное радоновыделение из подземных вод (I™ ), ис-

пользуя следующее балансовое соотношение:

I!

пв

пв

-А11

^Опв,

(6)

где С^ - приток подземных вод на рассматриваемом технологическом объекте. Объединяя формулу (5) и балансовое соотношение (6), окончательно получим следующее уравнение:

Кл Кп !

Опв^-ехр

(V

Нп + К0Б)1

(7)

Процесс поглощения кислорода из шахтного воздуха является следствием газообмена между вентиляционными струями на очистных и подготовительных участках и поверхностями обнажения разрабатываемого угольного пласта. Его можно представить в виде функциональной схемы, показанной на рис. 6.

Рис. 6. Схема процесса поглощения кислорода из шахтного воздуха

Скорость сорбции кислорода определяется кинетическим уравнением низкотемпературного окисления угля. Тогда, математическая модель процесса поглощения кислорода шахтного воздуха поверхностью обнажения угольного пласта может быть представлена в виде уравнений:

дС Э2С За — = ш Б—;—т —

а Эх2 а

да.

а

= ксг-с,

(9)

где К« - константа скорости взаимодействия кислорода с углем; Г - константа динамического равновесия процесса сорбции (константа Генри); С„ - средняя массовая концентрация кислорода в шахтном воздухе.

Решение краевой задачи получено в виде следующей зависимости:

С(х,1) = 0)5С„]ехр

+ехр

г- \~°.5 А.

X

егГс^Зх^)-0'5-^)0'5"

ег&[0>5х(^)ч>-5+(^)0'5]]

(10)

Объем кислорода 1уд, поступающего в угольный пласт через единичную площадь поверхности его обнажения, скорость поглощения кислорода поверхностью обнажения угольного пласта можно рассчитать по формулам:

I.

, (I) = 1уд. {(тй)0-5

^^(ГКр)

0,5

(П) (12)

где Соб - объемная концентрация кислорода на контакте вентиляционной струи с поверхностью обнажения угольного пласта;

Для автоматизации инженерно-технических расчетов разработаны комплекты программных средств для расчета пылегазовых выбросов от источников поверхностного технологического комплекса типовой угольной шахты Подмосковного бассейна, а также комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать расчеты поглощения кислорода угольным пластом и выделения углекислого газа и радона в шахтный воздух. В качестве примера можно привести программу расчета интенсивности поглощения кислорода и выделения углекислого газа в шахтах (рис.7).

Разработанные математические модели и комплекс программных средств позволили рассчитать ожидаемые выбросы вредных веществ от источников поверхностного технологического комплекса, а также выбросы в атмосферу радона, углекислого газа и поглощения кислорода. В качестве примера представлены исходные данные и результаты расчета интенсивности поглощения кислорода и выделения углекислого газа в шахтах (табл. 2).

Результаты расчета газообмена шахты с приземным слоем атмосферы, выполнены согласно формы Федерального государственного статистического наблюдения 2ТП - Воздух «Сведения об охране атмосферного воздуха». В данную форму наблюдения внесены сведения по пылегазовым выбросам не только от источников поверхностного технологического комплекса типовой угольной шахты, но и выбросы в атмосферу радона, углекислого газа, а также в инвентаризацию включено поглощение кислорода угольными пластами.

■а Интенсивность поглощения кислорода и ««деления углекислого газа > вахтах Исходные данные

Объемная концентрация кислорода на контакте вентиляционной |~~

струи с поверхностью обнажения уго/ъного пласта ■ Coi. дол.ед. J_

П лошость кислорсва при атмосферном давлении - рк. juvVü ¡1.423

Платность углекислого газа при атмосферном давлении - руг. ллг/мЗ [Ш

Константа динамического равновесия процесса сорбции -Г JÍ

Константа скорости взаимодействия кислорода с углем • Кс,1 /с )0,00Ш2

КозФФициент аффективной диффузии кислорода в угле - D.m2/c (одооооббб

Площадь поверхности обнажения угольного пласта • 5,м2 (150000

Расчет

Интенсивность поглощения кислорода поверхностью обнажения угольного пласта - 0,0 Объем поглощенного кислорода составит - 4,9182 т/год 155,1005 г/с Объем выделения углекислого газа составит • 6,8434 т/год, 21 5,8109 г/с

<]____________»» ____I [>]

Расчет Выгод

Рис. 7. Форма программного модуля «Интенсивность поглощения кислорода и выделения углекислого газа в шахтах»

Для автоматизации заполнения данной формы удобно пользоваться разработанными программами, написанными на объектно-ориентированном языке Delphy 8.0. Для этого необходимая расчетная величина любой из программ копируется с помощью буфера обмена (рис. 8), а потом вставляется в соответствующую строку и столбец необходимого раздела формы 2ТП-Воздух (рис. 9).

После заполнения всех необходимых граф и дополнения ее сведениями о газообмене угольной шахты с атмосферой 1-й раздел формы Федерального государственного статистического наблюдения 2ТП-Воздух «Сведения об охране атмосферного воздуха» примет вид, представленый на рис. 10.

15

Таблица 2

Исходные данные и результаты расчета интенсивности поглощения _кислорода и выделения углекислого газа в шахтах _

Среднее

№ п/п Наименование Обозначе- Единицы измерения Среднее значение значение-поглощения и вы-

параметра ние параметра деления газа т/год (г/с)

1 Средняя массовая концентрация кислорода в шахтном воздухе С, мг/м3 .286000 поглощение Ог

2 Плотность кислорода при атмосферном давлении рм мг/м3 1430000 4,9182 (155,1)

3 Плотность углекислого газа при атмосферном давлении ¡у* мг/м3 1980000

4 Константа динамического равновесия процесса сорбции Г 1 выделение С02

5 Константа скорости взаимодействия кислорода с углем К, м/с 0,00002 6,8434 (215,81)

6 Коэффициент эффективной диффузии кислорода в угле D м2/с 0,00000066

7 Площадь поверхности обнажения угольного пласта S м2 150000

|"б Интенсивность поглощения кислорода и выделения углекислого г«» > вахтах

Исходные данные

Объемная концентрация кис/юрода на контакте еентмляциошой ]п2

сфаи с поверхностью обнажения тмьного пласта-Соб,дола^ ^_

Плотность кислорода гфиатмосФерномдавленм-рк..кг/мЗ (1.423

Плотность улекислого газа при атмосферном даелеши • руг.а..кг/мЗ |1,38

Константа дкмакыческаго равновесия граиясса ссрбцда - Г ¡1

Константа скорссж езанмщейсгам кислорсаа с !)глем-Кс.1 /с |0.0Ш2

Козф^шиенгэффект»нойдиф<и(эжкислоройав 9Гле-0>12/с ¡0.00000066

Площадь поверхности обнажения угольного пласта-5x2 ¡150000

Расчет

Интенсивность поглощения кислорода поверхностью обнажения угольного пласта -Объем поглощенного кислорода составит - 4,9182 т/год 155.1005 г/с Объем выселения углекислого rasa составит • БДОЗ* -«т-«™ , 0.0

---- Вьдезать

<i Копировать ■ !>l

Расчет | 8 Вставить j Удатитъ I

Выделить все |

Рис.8. Копирование в буфер обмена величины выделения углекислого газа

Ыа«мН ¡«11 - 2ТП Виду* [Д^д

См ^«к« всгрк* *с«а*т Сине 1»ш &К> МсЪ*РО№ баеакгеевгро: « _ в *

—ич-цяшо«

.......- |ж

Р37 » »_

Г

Рис.9. Вставка величины выделения углекислого газа в форму 2ТП - Воздух

Л 1 6 I С IDlElFlBlHlll.il к I I Т

Рмдм 1. Выбросы загрязняющих вицветя в атмосферу, их очистка и утилизация

№ _ прост КОД загрязняющем эецаетва Загрязняющие вещества Выбрасывается без ОЧИСТЧ) Поступило на очистные сооружения загрюющих мществ- Из поступивших на очистку . уломано и сбезвсвхено Всего выброшено в атмосферу загрязняющих Вещ №78 Установленные нормативы на выбросы загрязняющих веществ на отчетный ид, тонч'год

всего » тон числе от орган*- загрязнения

всего из них утилизирование за отчетный год за лредудущий гад

предельно допустимый выброс (ПДВ) временно согласованный выброс (ВСБ)

А б 2 4 5 7 10

101 0001 Всего С102+10Э) 27В 540 275 да 281,195 29,517 X

102 ПГЛ7 етом числе: твердые 1X264 127321 130.264 0,702 X X

103 0004 газообразны« и одкме Г104-Ш 147 ДЭ0 147530 150,531 26,615 X X "

1С4 0330 ю них: диоксид серы 1X251 130 241 130,251 0224

105 0337 оксид углевода 10780 10,780 10,780 15,830

106 0X1 оксиды азота (в пересчета на диоксид азота] 3,004 3.0С4 3.004 6,740

гзэоо£раэные и жидки« ода 0,052 0,052 2.6Б9 X

Гаэообдем угольной шахты с атмосферой

1101 0ЭЭ7 оксид углерода 6,8434 1 6 0434 65434 I 3,256

111 1(6010" ЦВ8-10в 1,8810" тдаю"

1121 поглощ. юслород 45182 I 45102 45182 | 556

~> и\л<т1 /пёгг /лстз Г....................) < 1

сооружения аагршмцих

мщаст»-

мцеста на отчетный год, тоника

предшна допустимый

аыврое (ПДВ) |иу* »ыбрее (ВСВ)

177

гиообрины» и

(104-109)

}гм*адороды Бвз летучи* оргамшасии совдлианнй

орган и часом соединения НОС)

г»оойра»ны» и кидщ»

Чу] Гмяеанпк*...

0052

темощ. шсяорад

► »1 \л«сг1/Л«т2/ГкегЭ /ГМР5 ]

Рис.10. Раздел 1 формы 2ТП-Воздух «Сведения об охране атмосферного воздуха», дополненный сведениями о газообмене угольной шахты с атмосферой

Усовершенствованные методы оценки воздействия на атмосферу при разработке угольных месторождений подземньм способом были использованы на угледобывающих предприятиях Ерунаковской угольной компании, ООО «Прокопьевскуголь» и ОАО «Мосбассуголь». На основе материалов диссертации разработан комплекс эффективных геоэкологических мероприятий по контролю за пылегазовыми выбросами угольных шахт.. Научные и практические результаты были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по федеральной и межрегиональным научно-техническим программам, а также в учебном процессе по направлению «Горное дело».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в диссертационной работе на основании результатов экспериментальных и теоретических исследований изучены закономерности миграции радона, поглощения кислорода и выделения углекислого газа из угольных пластов для повышения достоверности оценки воздействия горных предприятий на приземный слой атмосферы, что позволило усовершенствовать методику инвентаризации пылегазовых выбросов в атмосферу в районах с развитой угледобывающей промышленностью в рамках общепринятых федеральных статистических форм.

Основные выводы и практические рекомендации диссертационной работы заключаются в следующем.

1. Усовершенствована методика инвентаризации источников пылегазовых выбросов от угольных шахт Подмосковного бассейна на основе изучения закономерностей миграции радона, поглощения кислорода и выделения углекислого газа из угольных пластов, что позволило дополнить форму Федерального статистического наблюдения 2ТП - Воздух.

2. Разработаны и апробированы комплексы программных средств для расчета пылегазовых выбросов от источников поверхностного технологического комплекса типовой углекислотообильной шахты, комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать расчеты поглощения кислорода угольным пластом, а также выделения углекислого газа и радона в шахтный воздух.

3. Динамика выделений углекислого газа и поглощения кислорода в угле-кислотообильных шахтах обусловлена физико-химическими процессами при диффузном газообмене рудничного воздуха с поверхностью обнажения угольного пласта. Изменение концентрации кислорода в шахтной атмосфере при стабильном давлении воздуха обусловлено поглощением кислорода за счет низкотемпературного окисления поверхности обнажения угольных пластов и отбитого угля на очистных и подготовительных забоях.

4. Основным источником радоновыделения при разработке угольных месторождений Подмосковного бассейна является рассеянный в ввде микропримесей уран, фоновая концентрация которого в отвалах превышает в 2 раза его фоновую концентрацию в почве.

5. Для автоматизации инженерно-технических расчетов пылегазовыделе-ний горных предприятий разработан комплекс программ на объектно-ориентированном языке Borland Delphy 8.0 Architect Edition.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Дёмина О.В. (Серёгина О.В.) Загрязнение тропосферы в районе угольных шахт пылегазовыми выбросами // Известия ТулГУ. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2009. Вып. 8. С. 43-45.

2. Качурин Н.М., Демина О.В. (Серёгина О.В.), Качурина О.Н. Системные принципы оценки безопасности освоения минерально-сырьевых ресурсов по фактору выделения радона // Известия Тул.ГУ. 2009. Вып. 1. С. 238245.

3. Качурин Н.М., Стась Г.В., Демина О.В. (Серёгина О.В.) К вопросу об источниках появления радона на угольных месторождениях Подмосковного бассейна // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: 3-я Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. С. 401-405.

4. Стась Г.В., Агеев И.И., Дёмина О.В. (Серёгина О.В.) Алгоритмы и комплекс программных средств для прогноза газообмена в атмосфере шахт Подмосковного угольного бассейна // Безопасность жизнедеятельности. 2010. № 5. С. 53-56.

5. Корчагина Т.В., Стась Г.В., Дёмина О.В. (Серёгина О.В.) Комплексная оценка эколого-экономического риска воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий на окружающую среду // Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства: 3-я Международная конференция по проблемам рационального природопользования. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 208-216.

6. Стась Г.В., Корчагина Т.В., Дёмина О.В. (Серёгина О.В.) Состояние экосистемы как основа для реабилитации техногенных массивов угледобывающих предприятий // Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства: 3-я Международная конференция по проблемам рационального природопользования. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 164-179.

7. Иватанова Н.П., Демина О.В. (Серёгина О.В.), Агеева И.В. Методические положения инвентаризации источников и уровней воздействия на окружающую среду при подземной угледобычи // Известия ТулГУ. Сер. Естественные науки. 2009. Вып. 5. С. 12-16.

8. Стась Г.В., Демина О.В. (Серёгина О.В.), Агеева И.В. Геоэкологическая модель угольной шахты для инвентаризации источников и уровней воздействия на окружающую среду // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: 8-я Международная научно-практическая конференция / Филиал СПГТИ (ТУ) «Воркутинский горный институт». Воркута, 2010. С. 247-251.

Изд. лиц. ЛР №020300от 12.02.97. Подписано в печать 30.05.2011 Г. Формат бумаги 60x84 '/16 .Бумага офсетная. Усл. печл. 1,1 Уч.-изд.л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 026 Тульский государственный университет 300012, г. Тула, пр. Ленина, 92 Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300012, г. Тула, пр. Ленина, 95

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Серёгина, Ольга Вячеславовна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Строение тропосферы и её загрязнение пылегазовыми выбросами.

1.2. Выделение углекислого газа в шахтный воздух.

1.3. Поглощение кислорода из рудничной атмосферы.

1.4. Выделение радона в угольных шахтах.

Выводы.

Цель и идея работы. Постановка задач исследования.

2. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ

В УГОЛЬНЬТХШАХТАХ.

2.1. Характеристика объектов исследований.

2.2. Поглощение кислорода и выделение углекислого газа в горные выработки.

2.3. Газовыделение при снижении атмосферного давления.

2.4. Выделение радона из угольных пластов и вмещающих пород.

2.5. Источники выбросов и количество выбрасываемых вредных веществ в атмосферу ш.«Дубовская».

Выводы.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗООБМЕНА ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ ТРОПОСФЕРЫ С ШАХТНЫМ ВОЗДУХОМ.

3.1. Физическая модель и математическое описание вертикальной миграции радона в горные выработки.

3.2. Математическая модель выделения радона с поверхности обнажения разрабатываемого угольного пласта.

3.3. Математическая модель выделения радона на подготовительных и очистных участках.

3.4. Математическая модель выделения радона из шахтных подземных вод.

3.5. Физическая модель и математическое описание взаимодействия кислорода угольным пластом.

3.6. Математическое моделирование поглощения кислорода поверхностью обнажения угольного пласта.

Выводы.

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОЦЕНКИ ГАЗООБМЕНА АТМОСФЕРЫ С УГОЛЬНОЙ ШАХТОЙ.

4.1.Характеристика угледобывающего предприятия как источника загрязнения атмосферы.

4.2.Комплекс программных средств для расчета выбросов вредных веществ от угледобывающего предприятия.

4.3.Газообмен угольной шахты с приземным слоем атмосферы.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка пылегазовых выбросов в атмосферу угольными шахтами и совершенствование отраслевой методики инвентаризации источников загрязнения"

Актуальность. Зависимость общества от экологических результатов своей деятельности приобретает глобальный и всё более острый характер. На современном этапе взаимодействия хозяйственной деятельности с окружающей средой характеризуются огромными масштабами изменений естественного состояния ландшафтов, атмосферы, недр, возрастанием энергетической вооруженности, производством всё большего числа новых веществ и выбросами их в окружающую среду, увеличением количества твёрдых, жидких и газообразных отходов и другими факторами. Любые современные технологии, призванные, так или иначе, использовать природные ресурсы, направлены на реорганизацию окружающей среды. В результате применения технологий происходит деформация окружающей среды, возникают её локальные, региональные и глобальные изменения.

Добыча полезных ископаемых сопровождается изъятием вещества недр и нарушением целостности породных массивов, прилегающих к горным выработкам. Использование земельных площадей под горные отводы сопровождается следующими воздействиями на окружающую среду: загрязнение почвенного покрова прилегающих территорий; потребление водных ресурсов, которое происходит одновременно с их загрязнением и сбросами сточных вод; изъятие кислорода из атмосферы в процессе сжигания топлива и окисления вскрытых пород; загрязнение атмосферы пылегазовыми выбросами. То есть горное производство оказывает влияние на экосистемы, существование которых обусловлено лишь компонентами природной среды, воспринимаемыми человеком как ресурсы биосферы.

Горное производство, являясь одним из основных видов хозяйственной деятельности человека, приводящей к изменению природы, выражает себя в неминуемом изъятии вещества и изменении физических и химических характеристик окружающей природной среды. Программный документ «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года», разработанный Минэнерго России в 2000 году, предусматривает диверсификацию энергоносителей: стабилизацию доли газа в производстве первичный топливно-энергетических ресурсов (до 38,8%) и увеличение использования угля в топливно-энергетическом балансе страны,, с доведением добычи до 430 млн т. В Центральном Федеральном округе планируется создание топливной базы Рязанской ГРЭС на подмосковных углях с годовым объемом добычи угля от 1 до 1,5 млн т, а в перспективе - до 4 млн т в год. Сегодня в основных угледобывающих регионах помимо закрытия нерентабельных и технологически опасных шахт ведется реконструкция действующего шахтного и карьерного фонда, строительство новых предприятий.Увеличение объема производства в условиях рынка приведет к существенному повышению пылегазовых выбросов в атмосферу не только вследствие сжигания топлива, но и в ходе его добычи.

Актуальность проблемы возрастает в связи с докладами ООН о постоянном росте эмиссии парниковых газов в атмосфере промышленно-развитых государств, а также присоединении России к Киотскому протоколу и взятии на себя обязательств по ограничению выбросов вредных парниковых газов в атмосферу.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам регионального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программой «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.) (per. номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт №02.740.11.0319).

В этих условиях особую значимость и актуальность приобретает задача оценки пылегазовых выбросов в атмосферу угольными шахтами и совершенствование отраслевой методики инвентаризации источников загрязнения на территориях с развитой угледобывающей промышленностью.

Целью работы является уточнение закономерностей газообмена угольной шахты с атмосферным воздухом для совершенствования методики инвентаризации пылегазовых выбросов в атмосферу, позволяющей автоматизировать прогнозные расчеты и повысить эффективность мониторинга воздействий подземной угледобычи на окружающую среду.

Идея работы состоит в том, что для совершенствования методики инвентаризации пылегазовых выбросов в атмосферу, позволяющей автоматизировать прогнозные расчеты и повысить эффективность мониторинга загрязнения атмосферы, обеспечивается за счет учета поглощения кислорода угольным пластом, выделения углекислого газа и радона в горные выработки.

Основные научные положения, сформулированные в работе, состоят в следующем: интенсивность пылегазовых выбросов в атмосферу от негазовых угольных шахт обусловлена источниками пылевыделений и выбросов газов поверхностного технологического комплекса на промплощадках, а также процессами миграции радона, поглощения кислорода углем и выделения углекислого газа из угольных пластов; валовые выбросы радона в приземный слой атмосферы на территории действующей шахты зависят от удельной активности подземных вод по радону, содержания рассеянного урана в разрабатываемых угольных пластах и вмещающих породах; и поглощение атмосферного кислорода в горных выработках происходит за счет низкотемпературного окисления поверхности обнажения угольных пластов и отбитого угля в очистных и подготовительных забоях, а интенсивность этого процесса зависит от константы скорости взаимодействия кислорода с углем, константы динамического равновесия процесса сорбции и коэффициента кнудсеновской диффузии кислорода в угле; и валовые выбросы углекислого газа в приземный слой атмосферы пропорциональны величине поглощения атмосферного кислорода в горных выработках с угловым коэффициентом близким к единице.

Новизна разработанных научных положений состоит в следующем: и разработаны математические модели поглощения атмосферного кислорода, валовых выбросов углекислого газа и радона в приземный слой атмосферы, отличающиеся тем, что учтено влияние протяженных газоотдающих поверхностей, контактирующих с вентиляционными струями, и аэрогазодинамических характеристик очистных и подготовительных участков; и усовершенствована методика инвентаризации источников пылега-зовых выбросов от угольных шахт Подмосковного бассейна, отличающаяся тем, что наряду с источниками пылегазовых выбросов, расположенными на поверхности, учитывается поглощение кислорода угольным пластом, а также выделения углекислого газа и радона в шахтный воздух; в разработан комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать процесс расчета пылегазовых выбросов в приземные слои атмосферы от источников поверхностного технологического комплекса угольных шахт, а также проводить вычислительные эксперименты при моделировании различных геоэкологических и геотехнологических условий.

Обоснованность и достоверность теоретических положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректной постановкой задач исследования, применением классических методов математической физики, математической статистики и теории вероятностей и современных достижений вычислительной математики; удовлетворительной сходимостью результатов прогноза с фактическими данными (отклонение не превышает 20%) и большим объемом вычислительных экспериментов.

Практическая значимость работы заключается в том, что усовершенствована методика инвентаризации источников пылегазовых выбросов от угольных шахт Подмосковного бассейна, для повышения эффективности заполнения формы федерального государственного статистического наблюдения № 2ТП - Воздух «Сведения об охране атмосферного воздуха».Также разработаны и апробированы комплекты программных средств для инвентаризации пылегазовых выбросов от источников поверхностного технологического комплекса типовой угольной шахты Подмосковного бассейна, а также комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать инженерные расчеты поглощения кислорода угольным пластом, а также выделения углекислого газа и радона в шахтный воздух.

Практическая реализация выводов и рекомендаций. Усовершенствованные методы оценки воздействия на атмосферу при разработке угольных месторождений подземным способом были использованы на угледобывающих предприятиях Ерунаковской угольной компании, ООО «Прокопьев-скуголь» и ОАО «Мосбассуголь». На основе материалов диссертации разработан комплекс эффективных геоэкологических мероприятий по контролю за пылегазовыми выбросами угольных шахт. Научные и практические результаты были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по федеральной и межрегиональным научно-техническим программам, а также в учебном процессе по направлению «Горное дело».

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы, и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры геотехнологий и строительства подземных сооружений ТулГУ, на 3-ей Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2007 г.), на 3-ей Международной конференции по проблемам рационального природопользования (г. Тула, 2010 г.), на 8-ой международной научно-практической конференции по Освоению минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения (г. Воркута 2010 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 статей.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из 4 глав, изложенных на 147 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 139 наименований.

Автор диссертационной работы выражает глубокую благодарность д-ру техн. наук, проф. Э.М. Соколову, д-ру техн. наук, проф. Е.И. Захарову за методическую помощь, сотрудникам кафедр аэрологии, охраны труда и окружающей среды, геотехнологий и геотехники ТулГУ за содействие при проведении научных исследований.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Серёгина, Ольга Вячеславовна

Основные выводы и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Усовершенствована методика инвентаризации источников пылегазовых выбросов от угольных шахт Подмосковного угольного бассейна, на основе изучения закономерностей миграции радона, поглощения кислорода и выделения углекислого газа из угольных пластов, что позволило дополнить форму федерального статистического наблюдения 2ТП - Воздух «Сведения об охране атмосферного воздуха».

2. Разработаны и апробированы комплексы программных средств для расчета пылегазовых выбросов от источников поверхностного технологического комплекса типовой углекислотообильной шахты, а также комплекс программных средств, позволяющий автоматизировать расчеты поглощения кислорода угольным пластом, а также выделения углекислого газа и радона в шахтный воздух.

3. Динамика выделений углекислого газа и поглощения кислорода в углекислотообильных шахтах обусловлена физико-химическими процессами при диффузном газообмене рудничного воздуха с поверхностью обнажения угольного пласта. Изменение концентрации кислорода в шахтной атмосфере, при стабильном давлении воздуха, обусловлено поглощением кислорода за счет низкотемпературного окисления поверхности обнажения угольных пластов и отбитого угля на очистных и подготовительных забоях.

131

4. Основным источником радоновыделения при разработке угольных месторождений Подмосковного бассейна является рассеянный в виде микропримесей уран, фоновая концентрация которого в отвалах превышает в 2 раза его фоновую концентрацию в почве.

5. Для автоматизации инженерно-технических расчетов пылегазовы-делений горных предприятий разработан комплекс программ на объектно-ориентированном языке Borland 8.0 Architect Edition.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основе выполненных экспериментальных и теоретических исследований уточнены закономерности газообмена углекислото-обильной угольной шахты с атмосферным воздухом для совершенствования методики инвентаризации пылегазовых выбросов в атмосферу, позволяющей автоматизировать прогнозные расчеты и повысить эффективность мониторинга воздействий подземной угледобычи на окружающую среду, что имеет важное значение для угольной промышленности России.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Серёгина, Ольга Вячеславовна, Тула

1. Певзнер М.Е. Горная экология. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2003. 395 с.

2. Лидин Г.Д. Рудничная атмосфера, контроль за её состоянием и горноспасательное дело. М.: Углетехиздат, 1952. - 59 с.

3. Матиенко Н.Г. Выделение природных газов при освоении рудных месторождений. М.: Наука, 1988. - 200 с.

4. Бурчаков A.C., Мустель П.И., Ушаков К.З. Рудничная аэрология. М.: «Недра», 1971, 376 с.

5. Брандис С.А. Очерки по физиологии и гигиене труда горноспасателей, 1970.-232 с.

6. Скочинский A.A. Предварительные данные об углекислотообиль-ном режиме рудников Донецкого и Подмосковного бассейнов / A.A. Скочинский, Д.Ф. Борисов // Наука и техника. -1930. №61.

7. Горное дело: Энциклопедический справочник. -Т.6. -М: Углетехиздат, 1959.

8. Быков Л.Н. Исследование закономерности газовыделения на шахтах Подмосковного бассейна: Техотчет/ТПИ. -Тула, 1962.

9. Быков Л.Н. Прогноз углекислотообильности шахт "Обуховская", "Западная", "Обуховская №1" и "Жерловская" треста Туковуголь" комбината "Ростовуголь": Техотчет/ТПИ.-Тула-Макеевка, 1967.

10. Левин Е.И. Выделения углекислого газа из древесины в угольных шахтах//Известия вузов, Горный журнал. -1968. -№3.

11. Соколов Э.М. Вода как источник появления С02 в шахтах / Э.М. Соколов, М.Б. Сулла, В.И. Харламов //Уголь. -1970. -№1.

12. Лидин Г.Д. К вопросу о выборе параметров для расчета вентиляции негазовых и углекислотообильныхшахт//Уголь. -1971. -№6.

13. Блажек Р. Меры борьбы с внезапными выбросами в Чехословакии /

14. Р. Блажек, Лат Яндрих// Симпозиум по вопросам внезапных выбросов угля и133газа. -Венгрия, 1967.

15. Печук И.М. Разработка метода прогноза углекислотообильности шахт Донбасса: Техотчет/МакНИИ. -Макеевка, 1970.

16. Мясников A.A. Методы прогноза углекислотообильностишахт восточных бассейнов страны с учетом свойств углей, горнотехнических условий и технологических процессов: Техотчет/ A.A. Мясников, И.Д. Машенко, Ли Хи Ун; ВостНИИ. -Кемерово, 1971.

17. Скочинский A.A. Труды научно-технической конференции Подмосковного угольного бассейна. -М.: Углетехиздат, 1947.

18. Коварский Д.И. Вопросы газового режима в рудниках Подмосковного бассейна. М.: Горное издательство. 1932.

19. Коварский Д.И. Углекислый газ и рудничная атмосфера угольных шахт Подмосковного бассейна/ ОНТИ. -М., 1933.

20. Кравцов А.И. Влияние геологических условий на газоносность угольных месторождений. -М.: Углетехиздат, 1950.

21. Быков Л.П. Упорядочение проветривания шахт комбината "Тула-уголь". Тула, 1961.

22. Айруни А.Т. Теория и практика борьбы с рудничными газами на больших глубинах. М.: «Недра», 1981. 335 с.

23. Быков Л.Н. О прогнозе газообильности (по С02) и борьбе с газами в шахтах Подмосковного бассейна.//Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. М.: Госгортехиздат -1962, с. 164-171.

24. Быков Л.Н., Захаров Е.И., Соколов Э.М. Оценка и прогноз пожарной опасности шахт Подмосковного бассейна // Известия вузов. Горный журнал.-1968-№ 8.-С. 62-64.

25. Быков Л.Н., Захаров Е.И., Соколов Э.М. Определение газопроницаемости угольных целиков // Известия вузов. Горный журнал.-1966.-№ 11.-С.48-51.

26. Быков Л.Н., Климанов А.Д., Соколов Э.М., Сулла М.Б. Методика подсчета количества воздуха для шахт //ТулПИ. Тула, 1965.-С.35-43.134

27. Быков Л.Н., Левин Е.М., Соколов Э.М. Прогноз углекислтовыделе-ния из выработанных пространств в условиях шахт Восточного Донбасса // Техника безопасности, охраны труда и горноспасательное дело:-1967.-№ 6»-С.20-23.

28. Воронин В Н. Основы рудничной аэрогазодинамики: Л.: Углетехиз-дат, 1951. 491 с.

29. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР. Гл. редактор Кравцов А.И. Том 3. Генезис и закономерности распределения природных газов угольных бассейнов и месторождений СССР. М.: «Недра», 1980.-218 с.

30. Дополнение к "Руководству по проектированию вентиляции угольных шахт".- М.: Недра, 1981. 79 с.

31. Касимов С.О. Численная модель для исследования движения рудничного газа к земной поверхности.//Проблемы вентиляции и борьбы с газом и пылью в угольных шахтах./ Научные сообщения ИГД им. A.A. Скочинско-го, выпуск 247, 1986, с. 94 - 99.

32. Качурин Н.М. Прогноз газовыделений и газовых ситуаций в угольных шахтах./Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Тула. 1991. - 43 с.

33. Качурин Н.М. Исследования аварийности на предприятиях угольной промышленности и разработка теоретических основ прогноза вероятности возникновения аварий в угольной промышленности //Отчет по теме 12.24.1. ТулПИ.-Тула.-1992.-183с.

34. Качурин Н.М., Ковалев P.A. Физическая модель и математическое описание поглощения кислорода из шахтного воздуха //Подземная разработка тонких и средней мощности пластов. Сборник научных трудов/ ТулГТУ.1351. Тула, 1993 .-С.83-86.

35. Качурин Н.М., Ковалев P.A. Прогноз поглощения кислорода в угольных шахтах Подмосковного бассейна//У1 Всероссийская научно-методическая конференция "Безопасность жизнедеятельности человека": Сб. ст./МАНЭБ.-С.-П.,1994.-С.53-54.

36. Качурин Н.М., Ковалев P.A., Лебедев A.M., Котлеревская Л.В., Прокофьев Л.В. Поле давлений в выработанных пространствах шахт Подмосковного бассейна при падении атмосферного давления// Известия ТулГУ.136

37. Серия: «Экология и безопасность жизнедеятельности» выпуск 5/ Москва-Тула 1999. С 355-358.

38. Климатов А.Д., Соколов Э.М., Рыжикова Н.Г., Круль JI.A., Симан-кин А.Ф., Шилов Н.Г. Борьба с газованием шахт Подмосковного бассей-на.//Отчет по теме 170-а. Тула, 1973. 144 с.

39. Климатов А.Д., Захаров Е.И., Соколов Э.М. Анализ состояния вентиляции шахт//Углекислотообильность шахт: Тульский политехнический институт. Тула, 1973. - С. 14 - 50.

40. Ковалев P.A. Особенности газообмена в шахтах Подмосковного бассейна// Депонировано в ВНИИТИ. Per. N696-B95.

41. Ковалев Ю.М., Кузнецов C.B. Фильтрация газа в разрабатываемом угольном пласте при диффузионном процессе десорбции.// ФТПРПИ, № 6, с 74 77.

42. Коварский Д.И. Физико-химические характеристики рудничной атмосферы в шахтах Подмосковного буроугольного бассейна // Безопасность труда в горной промышленности.-1933.-№ 7.-С. 17-20.

43. Коновалов А.Н. Задачи фильтрации многофазной несжимаемой жидкости. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1988. - 166 с.

44. Кригман Р.Н. Определение газопроницаемости призабойной зоны угольного пласта // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное137дело. ЦНИЭИуголь.-М.-1976.-С.8-9.

45. Кузнецов A.A. Оценка газовой ситуации и повышение эффективности проветривания протяженных подготовительных выработок шахт Подмосковного бассейна. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тула, 1983. - 216 с.

46. Кузнецов C.B., Кригман Р.Н. Природная проницаемость угольных пластов и методы ее определения. М.: Наука 1978. 122 с.

47. Лейбензон Л.С. Собрание трудов, т.2. Подземная гидрогазодинамика. М.: Изд-во А.Н.СССР, 1953. - 544 с.

48. Лидин Г.Д. Газообильность каменноугольных шахт СССР. М.: Изд-во А.Н.СССР, 1953.- 544 с.

49. Лидин Г.Д. Газообильность каменноугольных шахт Северозападной части Донецкого бассейна М.: Наука, 1989. - 224 с.

50. Лидин Г.Д. Вопросы газоносности угольных пластов и прогноза ме-танообильности шахт.//Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. М.: Госгортехиздат 1962, с. 3-25.

51. Лидин Г.Д., Матвиенко Н.Г. О содержании кислорода в рудничном воздухе // Уголь. 1979. - № 9.

52. Лидин Г.Д., Петросян А.Э. Расчет проветривания выработок по их газообильности.//Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. М.: Госгортехиздат 1962, с. 151-160.

53. Мохова A.A., Петросян Е.А. Экспериментальное определение зави138симости давления газа от иустотности угля.//Проблемы вентиляции и борьбы с газом и пылью в угольных шахтах./Научные сообщения ИГД им. A.A. Скочинского, выпуск 247, -1986, с. 54 60.

54. Мясников A.A., Мащенко И.Д., Крикунов Г.Н. Прогноз углекисло-тообильности угольных шахт. -М.: Недра, 1974. 200 с.

55. Николаевский В.Н. Механика трещиновато пористых сред. - М.: Недра, 1987. - 241 с.

56. Печук И.М. Прогноз газообильности угольных шахт по методу МакНИИ.//Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. М.: Госгортехиздат 1962, с. 176 - 184.

57. Полубаринова-Кочина П.Я. О неустановившейся фильтрации газа в угольном пласте //Журнальное приложение механики и математики 1955. т. 17. - вып.6.- С. 734-738.

58. Полубаринова-Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод. М.: Наука, 1977. - 664 с.

59. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М.: Недра, 1986. - 447.

60. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. М.: Недра, 1975.-238 с.

61. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка - Донбасс, 1989, 320 с.

62. Скочинский A.A. Вентиляционный режим шахт Подмосковного139бассейна. М.: Углетехиздат, Министерство Западуголь. - 1947.

63. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Бакланов К.В., Ковалев P.A. Моделиtрование сорбции кислорода углем в адсорбере закрытого типа// Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. Сборник научных трудов/ТГТУ. Тула, 1994 -С.53-58.

64. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Рыжикова Н.Г., Ковалев P.A., Губарева Е.В. Техногенный газообмен угольных месторождений с тропосферой и его влияние на абиотические факторы окружающей среды //Отчет о НИР. ТулПИ,- Тула.-1993.-246с.

65. Соколов Э.М. Создание экологически чистой и ресурсосберегающей технологии и средств механизации для реализации проекта стабилизации и развития Подмосковного угольного бассейна./Ютчет о НИР./ ТГУ. -Тула. 1995. -175 с.

66. Соколов Э.М. О генезисе углекислого газа угленосных отложений/Геология и разведка угольных месторождений. Сб. ст./Тула.-ТулПИ. -1979.- С.32-52.

67. Соколов Э.М., Сулла М.Б. Расчет количества воздуха для проветривания шахт // Углекислотообильность шахт. Сб. ст./Тула. ТулПИ.- 1973. -С. 143-148.

68. Соколов Э.М., Сулла М.Б., Иванчев В.П. Газовыделения в шахтах Подмосковного бассейна // Углекислотообильность шахт. Сб. ст./Тула. -ТулПИ, 1973.- С. 51 128.

69. Соколов Э.М. Газовыделение в выемочные штреки Подмосковного бассейна //Известия вузов. Горный журнал.- 1964.- №4.-С.97-99.

70. Соколов Э.М. Методика подсчета количества воздуха для участков с механическими передвижными крепями и комплексами //Известия вузов. Горный журнал.-1962.-№ 11.-С.54-60.

71. Соколов Э.М. Совершенствование проветривания шахт Подмосковного бассейна//Уголь.-1975.-№ 6.-С.66-69.

72. Соколов Э.М. Прогнозирование выделения углекислого газа в руд140ничную атмосферу и мероприятия по борьбе с «газован^^ел1>> шахт.//Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пла<^Г1,ов Тула, ТПИ, 1979, с 74 103.

73. Соколов Э.М., Качурин Н.М. Режим движения газовоздушнойс смеси в зонах обрушения Подмосковных шахт //Механизация горных ра€>от на угольных шахтах: В кн./Тула.-ТулПИ,1978.-С. 108-114.

74. Соколов Э.М., Качурин Н.М. Газовая среда выработанных: пр0 странств шахт Подмосковного бассейна //ТулПИ. Тула, 1978, 5с. QX^xi в ЦНИЭИуголь 21.01.1979, № 1365).

75. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Цатурян И.А. Влияние аэродас^алод ческой связи горных выработок с поверхностью на состав рудничного воздуха//Известия вузов. Горный журнал. -1979. № 7. С.52-56.

76. Соколов Э.М., Качурин Н.М. Углекислый газ в угольных шахтах М.: Недра, 1987. 143 с.

77. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Захаров Е.И. Газовая проницаемость углей и пород на действующих шахтах Подмосковного бассейна //Механизация горных работ на угольных шахтах. Сб. ст./Тула. Tyjjj-щ 1983. - С. 21 - 26.

78. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Захаров Е.И. Газовая проницаемость пластов Подмосковного бассейна. Природные газы Земли и их роль в формировании земной коры //Тез. докл. 2 Всесоюзного совещания: Сб. ст./Мх^РИ -М.-1982.-С.140.

79. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Тищенко Н.С. Газовыделение в тупиковую выработку, изолированную от выработанного пространства пере^ш^ кой //Известия вузов. Горный журнал.-1983.~№ 5.-С.49-54.

80. Соколов Э.М., Шилов Н.Г., Качурин Н.М. К вопросу проветрцвац^141реконструируемых шахт Подмосковного бассейна //Применение гидравлических расчетов в решении инженерных задач. Сб. Ст./Тула. ТулПИ, вып.6,-1976,-С.80-84.

81. Сулла М.Б. Научные основы формирования и нормализации атмосферы при подземной разработке негазовых или малогазовых (по метану) угольных шахт.// Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Тула-1979, 586 с.

82. Тшценко Н.С. Управление газовыделением при переходных газодинамических процессах в шахтах Подмосковного бассейна. //Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тула-1987, 176 с.

83. Справочник по рудничной вентиляции. М.: - "Недра". - 1988. - 440с.

84. Ушаков К.З., Бурчаков A.C., Медведев И.И. Рудничная аэрология.-М.: Недра, 1978.-478 с.

85. Ушаков К.З., Бурчаков A.C., Пучков JI.A., Медведев И.И. Аэрология горных предприятий.- М.: Недра, 1987. 421 с.

86. Ушаков К.З. Газовая динамика шахт. М.: Недра, 1984. 248 с.

87. Фитерман А.Е. Оценка проницаемости горного массива с учетом сорбционных процессов. // Проблемы вентиляции и борьбы с газом и пылью в угольных шахтах./ Научные сообщения ИГД им. A.A. Скочинского, выпуск 247, 1986, с. 44 - 46.

88. Фертельмейстер Я.Н. Исследование газоемкости углей и газоносности пластов. // Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. М.: Госгортехиздат -1962, с. 25-36.142

89. Ходот В.В., Яновская М.Ф., Пресмыслер Ю.С., Иванов Б.М., Фейт Н.Г., Крупеня В.Г., Коган Г.Л. Физико-химия газодинамических явлений в шахтах. М.: "Наука", 1972,138 с.

90. Эттингер И.Л. Газоемкость ископаемых углей. М.: "Недра", 1966,223 с.

91. Качурин Н.М., Шилов Н.Г., Белобрагин Ю.Я., Панферова И.В., Бакунин Е.И. Научные основы управления газовыделением и проветриванием углекислотообильных шахт //Отчет о НИР № 05-79./ТПИ. Тула. - 1985. -47 с.

92. Качурин Н.М., Панферова И.В., Рыжикова Н.Г., Саламатин А.П., Шилов Н.Г., Шкловер C.B., Тшценко Н.С. Научные основы управления газовыделением и проветриванием углекислотообильных шахт // Промежуточный отчет о НИР № 05-79.ЛТШ. Тула. - 1981. - 59 с.

93. Соколов Э.М., Захаров Е.И., Климанов А.Д., Рыжикова Н.Г. Геологические и горно-геологические условия формирования газовой среды143шахт Подмосковного бассейна //Отчет о НИР № 94-70к./ТПИ. Тула. - 1975. -100 с.

94. Быков JI.H., Климанов А.Д., Соколов Э.М., Сулла М.Б. Изыскание эффективных способов борьбы с газованием шахт Подмосковного бассей-на//Отчет о НИР /ТГИ. Тула. - 1963. - 135 с.

95. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Рыжикова Н.Г., Свирцдова Т.С., Ковалев P.A., Фатуев В.А. Разработка автоматизированной системы прогнгза и контроля газообмена угольных шахт с атмосферой/Ютчет о НИР /ТГТУ. -Тула. 1993. - 65 с.

96. ИЗ. Бурчаков A.C., Ушаков К.З. Газовыделение в очистных забоях при разработке пласта "Верхняя Марианна"// Уголь.- 1959. № И. - С. 42-44.

97. Кузнецов С. В., Кригман Р.Н. К вопросу о решении обратной задачи радиальной фильтрации газа в угольном пласте// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1973. - № 5. - С. 84-68.

98. Лейбензон Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. М.-Л.: Госгортехиздат, 1947. - 244 с.

99. Полубаринова-Кочина П.Я. Некоторые плоские задачи теории144i I

100. Скочинский A.A., Комаров В.Б. Рудничная вентиляция. М.: Уг-летехиздат, 1959. - 638 с.

101. Сулла1 М.Б., Баранов В.П. Методика расчета миграции газов через систему пластов// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. 1978. - № 9. - С. 9-10.

102. Тарасов Б.Г. Прогноз газообильности выработок и дегазация шахт. М.: Недра, 1973. - 206 с.

103. Соколов Э.М., Качурин Н.М. Углекислый газ в угольных шахтах. -М.: Недра, 1987. 143 с.

104. Вылегжанин В.Н. Алгоритм прогноза газовыделения в подготови-• тельную выработку// Физико-технические проблемы разработки полезныхископаемых. 1973. - № 5. - С. 80-64.

105. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Кузнецов A.A. Выбросы радона в атмосферу из шахт Подмосковного бассейна// Изв.ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. -1994. - С.139-141.

106. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Кузнецов A.A., Кузнецова М.А. Математическая модель выделения радона из шахтных подземных вод// Изв.ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - 1994. -С. 141-146.

107. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Кузнецов A.A., Кузнецова М.А. Математическая модель выделения радона из породоугольного массива// Изв.ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. — 1994. - С. 146-149.

108. Соколов Э.М., Качурин Н.М., Кузнецов A.A., Кузнецова М.А. Математическая модель выделения радона воздушным потоком в горной выработке// Изв.ТулГУ. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. — 1994. - С. 141-146.

109. Прохоров В.М. Миграция радиоактивных загрязнений в почвах.145

110. Физико-химические механизмы и моделирование. М: Энергоиздат. - 1981. -С. 98.

111. Граммаков А.Г., Лятковская П.М. О диффузии радиоактивных эманаций в горных породах. //Геофизика. — 1935.' т.5. - Вып.З. - С. 290.

112. Радиация, Дозы, эффекты, риск: Пер. с англ. -М.': Мир. С. 79.

113. Игнатов П.А., Верчеба А.А. Основы радиогеоэкологии М.: МГТРУ. -2002.-С. 105.

114. Николаевский В.Н. Механика трещиновато-пористых сред. М.: Недра.- 1987.-С. 241.

115. Качурин Н.М., Шилов Н.Г., Белобрагин Ю.Я., Панферова И.В., Бакунин Е.И. Научные основы управления газовыделением и проветриванием углекислотообильных шахт //Отчет о НИР № 05-79./ТЛИ. Тула. - 1985. -47 с.

116. Дёмина О.В. (Серёгина О.В.) Загрязнение тропосферы в районе угольных шахт пылегазовыми выбросами // Известия ТулГУ. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. Вып. 8. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. С. 43-45.

117. Стась Г.В., Агеев И.И., Дёмина О.В. (Серёгина О.В.) Алгоритмы и комплекс программных средств для прогноза газообмена в атмосфере шахт146

118. Подмосковного угольного бассейна // Безопасность жизнедеятельности. 2010. №5. С. 53-56.