ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ АГЛОМЕРАЦИЙ

Abstract

Ссылка для цитирования:  Высоцкий С.П., Козырь Д.А. Экологический мониторинг породных отвалов горнопромышленных агломераций // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 11. – С. 37-46. Актуальность. На данный момент на территории Донбасса находится около 600 породных отвалов. Их горение приводит к выбросам сероводорода, диоксида серы и других парниковых газов в атмосферу. Важной экологической задачей является предотвращение образования эндогенных очагов на отвалах угольных шахт и уменьшение загрязнения атмосферы. Цель: совершенствование мониторинга уровня экологической опасности отвалов угольных шахт, находящихся в горнопромышленных агломерациях для своевременной локализации и предотвращения образования очагов горения на породных отвалах. Объект: породные отвалы угольных шахт. Методы: применение теории подобия и анализа размерностей между породным отвалом и атмосферой с учетом дополнения Хантли; натурные и лабораторные исследования влияния условий и расстояния тепловизионной съемки, скорости ветра на фиксируемую энергетическую светимость; исследования выбросов токсичных газов при горении породного отвала. Результаты. Моделирование основных теплофизических характеристик между очагом тепловыделения на породном отвале угольной шахты и тепловизором позволило описать их уравнением критериального вида. Экспериментальными исследованиями установлено, что при увеличении расстояния тепловизионной съемки снижается фиксируемая энергетическая светимость. Зависимость энергетической силы света от ракурса тепловизионной съемки в интервале углов 0–60° соответствует закону Ламберта. Установлено, что температурный контраст между тепловизором и очагом тепловыделения обратно пропорционален дистанции тепловизионной съемки в степени 1,81. Экспериментально обоснован процесс образования сероводорода на породных отвалах. Установлено, что повышение концентрации одного из самых токсичных компонентов выбросов горящего породного отвала – сероводорода, находится в степенной зависимости от относительной влажности атмосферного воздуха. Обоснована эффективность экологического мониторинга породных отвалов с применением дистанционных способов контроля – тепловизоров и дистанционно-пилотируемых летательных аппаратов. Применение дистанционного тепловизионного мониторинга уровня экологической опасности породных отвалов с использованием дистанционно-пилотируемых летательных аппаратов и достоверного определения выбросов в атмосферный воздух при горении породных отвалов снизит стоимость работ по сравнению с действующей контактной методикой в 5 раз.