Введение к работе
Актуальность работы. При добыче и транспортировке полезных скопаемых массовые взрывы и автотранспорт являются источниками агрязняющих веществ, поступающих в атмосферу. Некоторые из них, рансформируясь, оказывают негативное влияние на окружающую среду, вляясь причиной кислотных дождей. С целью снижения воздействия вредных азов от. взрывчатых веществ (ВВ) и автотранспорта ведутся работы по озданию новых видов альтернативного топлива и ВВ. Но современные сследования, направленные на решение частных задач, не всегда квивапентны улучшению экологической обстановки в масштабах города, егиона и биосферы. Вопросы теории развития экологических основ горной ромышпенности необходимо рассматривать как часть теории рационального риродопопьзования. Решение многих проблем возможно только с привлечением овых методов, способных не только прогнозировать состояние природных истем, но и исследовать процессы во взаимосвязи. Одним из таких методов вляется метод физико-химического моделирования на ЭВМ.
Цепь работы - исследование с помощью физико-химического одепирования процессов образования продуктов горения и взрыва, их заимодействия с пылевой атмосферой для прогнозирования состава воздушной реды на примере апатито-нефепиновых месторождений.
Для достижения указанной цели были поставлены и решались следующие адачи:
выяснить качественный и количественный состав веществ, образующихся ри горении углеводородных ТОПЛИВ;
определить состав продуктов взрыва взрывчатых веществ (ВВ) ;
определить влияние окислителя и присадок на состав продуктов орения топлива и взрывчатых веществ,-
изучить процесс взаимодействия отработанных газов с влажной ефепинсодержащей атмосферой.
- раскрыть энергетику процесса жидкостной нейтрализации вредных газов
а уровне метастабильного состояния.
Метоп исследований. Физико-химическое моделирование производилось а ЭВМ с применением программного комплекса (ПК) "Селектор", азработанного под руководством профессора И.К. Карпова (Институт еохимии им. Виноградова СО РАН.)
Научная нооиэна работы. На основе физико-химического моделирования помощью единого подхода минимизации термодинамических потенциалов
сложных систем проведены исследования процессов образования вредных газов при горении и взрыве, протекающих в условиях высоких температур и давлений. Разработана методика, позволяющая оценить с энергетической точки зрения эффективность процесса нейтрализации, которая может быть использована при разработке новых нейтрализаторов.
Практическое значение работы заключается в адаптации метода физико-химического моделирования к условиям прогноза образования и поведения продуктов горения и взрыва, использовании созданных физико-химических моделей для проведения экспертной оценки экологических последствий применения конкретных видов топлива и ВВ. Не менее важным является возможность использования полученных результатов в разработке новых технологий по переработке нефелина.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на IV Всесоюзной школе-семинаре " Применение математических методов дпс описания и изучения физико-химических равновесий" (г. Иркутск, 1982); на і Всесоюзном совещании "Геохимия техногенеза "(г. Иркутск, 1985) ,-на II Всесоюзном совещании "Физико-химическое моделированиев геохимии и петрологии на ЭВМ" (г. Иркутск, 1988); на Всесоюзном семинаре "Взрывные работы в народном хозяйстве и вопросы экологии" (г. Киев, 1990), на v Международном симпозиуме по растворимости ( г. Москва, 1992)
Автор защищает результаты физико-химического моделирования процессов газообразования при горении и взрыве, трансформации вредных газов вс влажной и пылевой атмосфере, жидкостной нейтрализации.
. Объем и общая структура диссертационной работы. Диссертация состоит из 4 глав, введения и заключения-. Она содержит 135 стр. машинописного текста, сопровождаемого рисунками, таблицами и списком литературы.
Во введении дается общая характеристика работы, обосновывается ее актуальность, указываются результаты апробации, фактический материал, положенный в основу работы, формируются защищаемые положения. Первая глава посвящена постановке задач и обоснованию выбранного метода исследования. Во второй главе рассматриваются процессы газоЬраэования при горении и взрыве. Результаты моделирования сравниваются с экспериментальными данными. В третьей главе исследуются процессь нейтрализации с учетом энергетики. В четвертой изучаются процессь взаимодействия ВГ с влажной и пылевой атмосферой.
Работа выполнена в лаборатории экоинформатики и математического моделирования ИППЭС РАН г. Апатиты под руководством д.г.-м.н., профессора И.К.Карпова и д.т.н. Г.В.Капабина.
Исследования проводились в соответствии с планом НИР института и вошли главами в разделы по темам: " Совершенствование систем проветривания горных выработок при отработке маломощных месторождений" ( N гос. регистрации 01.83.0016941), " Изыскание методов расчета в задачах охраны окружающей среды при разработке месторождений полезных ископаемых" ( N гос. регистрации 01.87.0013386), " Разработать методические основы оценки и прогноза состояния воздушной среды в зоне действия объектов горнопромышленного комплекса Субарктики ( N гос. регистрации
01.91.0053863).
Результаты диссертационной работы внедрены на рудниках Опенегорского горно - обогатительного комбината.
Автор искренне признателен научным руководителям д.г.-м.н., профессору И.К.Карпову и д.т.н. Г.В.Капабину за постановку задач исследования и постоянную поддержку при выполнении диссертационной работы и всем коллегам, помогавшим и содействовавшим выполнению работы.