Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Технико-экономические проблемы комплексного освоения угольных месторождений казахстана в условиях рыночной экономики

Комплексное освоение месторождений полезных ископаемых требует решения целого ряда взаимосвязанных научно-технических задач, направленных на повышение полноты извлечения и ис­пользования минерально-сырьевых ресурсов и тем самым на повышение эффективности эксплуата­ции недр. Промышленное освоение месторождений не должно ориентироваться на производство ка­кого-либо одного продукта. Все минеральные компоненты в продуктивной толще месторождения, а также вмещающие породы, сопутствующие шахтные воды и газы, которые могут быть извлечены в процессе ведения горных работ и затем использованы, должны рассматриваться как объекты про­мышленной эксплуатации [1—3].

В условиях рыночной экономики решение данной проблемы особенно важно для развития на­родного хозяйства Казахстана и его топливно-энергетического комплекса. Это объясняется неясными прогнозами развития атомной энергетики и нетрадиционных способов получения энергии (солнце-, ветро-, биоэнергетика). Поэтому в будущем главная роль в решении энергетических проблем отво­дится углю (особенно с учетом огромных запасов угля в республике) и сопутствующим газам.

До настоящего времени отработка угольных месторождений осуществляется в основном на базе традиционных технологий, с широкой и постоянной научно-технической координацией развития рас­сматриваемой отрасли. Однако для Карагандинского бассейна, где отработка угольных пластов ве­дется в сложных горно-геологических и технологических условиях, экологическая обстановка и тре­бования рыночной экономики диктуют необходимость широкого внедрения нетрадиционных техно­логий при отработке некондиционных (забалансовых, списанных и др.) запасов месторождений твер­дого топлива.

Карагандинский угольный бассейн является одним из наиболее высокогазоносных в странах СНГ и опасным по внезапным выбросам угля и газа. Статистика показывает, что в Карагандинском угольном бассейне, начиная с 1950-х годов, произошло 136 газодинамических явлений, в том числе 53 внезапных выброса угля и газа, 27 прорывов газа из почвы выработок с ее динамическим разло­мом и более 56 внезапных обрушений угля с повышенным газовыделением.

С углублением горных работ, с повышением горного и газового давления газодинамическая актив­ность угольных пластов возрастает, увеличивается интенсивность газодинамических явлений [4, 28].

Кроме того, в недрах Карагандинского бассейна содержатся ценные минералы, редкие и рассе­янные элементы, приуроченные к угольным пластам, вмещающим породам и шахтной воде.

Между тем накопленный научно-технический потенциал в Казахстане и государствах СНГ по­зволяет осуществить переход к комплексному освоению угольных месторождений, который включа­ет следующие направления:

-   дегазация угольных месторождений и отдельных участков через скважины, пробуренные с по­верхности либо из подготовительных выработок;

-    отработка некондиционных запасов угля нетрадиционными методами;

-   попутная добыча редких и рассеянных элементов, находящихся в угольных пластах и вме­щающих породах;

-   добыча метана, выделяющегося в горные выработки из угольных месторождений;

-    использование метана, содержащегося в исходящей вентиляционной струе;

-    использование породы в шахтах, строительстве и производстве стройматериалов;

-    очистка и использование шахтных вод;

-    получение тепловой и электрической энергии путем подземного сжигания угля;

-    применение биотехнологий добычи полезных ископаемых.

Известно, что до сих пор конкурентоспособность угля сдерживается высокими затратами при добыче, переработке, хранении и транспортировке. Поэтому энергосбережение может стать одним из главных направлений значительного сокращения затрат и, соответственно, снижения себестоимости выпускаемой продукции. Однако в угольной промышленности в последние годы уделяется недоста­точное внимание снижению энергоемкости производства, экономии топливно-энергетических ресур­сов. В отрасли слабо внедряются системы планирования и учета энергоресурсов, материального и морального стимулирования бережливых НИР и ОКР, направленные на энергосбережение. Отрасль отстает от других отраслей по разработке нормативно-методических, программных документов, про­грамм энергосбережения. Анализ отечественного и зарубежного опыта показывает, что резервы эко­номии ТЭР в настоящее время имеются практически во всех звеньях технологического процесса угольного производства. В первую очередь это касается сокращения потерь энергии и энергоресур­сов, достигающих значительных величин. К ним относятся потери тепла с отходящими газами ко­тельных, ТЭЦ, сушильных установок обогатительных фабрик, с охлаждающей водой компрессорных установок и др.

Так, температура отходящих газов большинства шахтных котельных достигает 160-200°С.Одна сушильная установка ОФ за 1 час работы выбрасывает до 90-100 тыс. м3 газов с температурой до 60°С. В шахтных компрессорных установках до 30 % потребляемой энергии превращается в теплоту, которая выделяется в окружающую среду в градирнях при охлаждении оборотной воды.

Наибольшие потери электроэнергии приходятся на основные энергоемкие технологические про­цессы угольного производства.

Ранее из всей расходуемой в отрасли электроэнергии более 40 % приходилось на долю угольных шахт. В последние годы это соотношение несколько изменилось в сторону других предприятий от­расли, в первую очередь угольных разрезов, в связи с закрытием ряда неперспективных и убыточных шахт.

В общем расходе электроэнергии имеется постоянная составляющая, которая определяется ра­ботой установок и не связана непосредственно с процессом угледобычи (водоотлив, вентиляция, де­газация, другие установки). Удельный вес этой составляющей в общешахтных расходах электроэнер­гии в среднем по отрасли составляет до 70 %. Именно здесь имеют место максимальные непроизво­дительные потери электроэнергии.

Велики потери и основных (первичных) энергоносителей: угля, нефтепродуктов. Значительные объемы угля теряются при хранении и транспортировке из-за несовершенства погрузочно­разгрузочных узлов и сооружений, угольных складов и нефтебаз.

Следует в то же время отметить, что в действующих производственно-технологических ком­плексах разработаны и реализуются достаточно эффективные мероприятия, направленные на энерго- и ресурсосбережение, охрану окружающей среды и рациональное использование недр. Однако эти мероприятия носят локальный характер, а получаемый экономический результат ограничивается на­личием устаревших технологии и оборудования. В связи с изложенным крупномасштабные резервы энерго- и ресурсосбережения, а также возможность достижения значительного экологического эф­фекта оказываются невостребованными.

Устранение указанных выше принципиальных недостатков действующих отраслевых техноло­гических комплексов возможно только при переходе к технологиям и технике нового поколения, что должно быть положено в основу новых Концептуальных основ энергосбережения в угольной про­мышленности Казахстана.

В дальнейшем в качестве базы поиска и разработки перспективных моделей предусматривается использовать: новые технологии; новую технику; комплексное сочетание новой техники и новой тех­нологии.

Опыт применения указанной базы в угольной отрасли известен: при разработке модели новых горных производств, основанных на комплексно-интенсивной технологии при подземной добыче уг­ля; селективной выемке полезных ископаемых открытым способом (технологии нового поколения); на агрегатах комбайновой проходки горных выработок, обеспечивающей механическое разрушение забоя, механизацию погрузки разрушенной породы в транспортные средства, крепление выработок (техника нового поколения) и др.

В Концептуальных основах, на наш взгляд, должна рассматриваться принципиально новая про­фессиональная и методологическая база, в качестве которой выступает интенсивное энергосбереже­ние. При этом следует исходить из необходимости решения основной задачи энергосбережения — достижения наиболее экономичного использования всех средств производств для оптимизации соот­ношения между потреблением энергии и экономическим ростом. В общем случае цель энергосбере­жения — снижение количества конечной энергии, приходящейся на единицу вырабатываемой про­дукции, т.е. на 1 т добычи (переработки) угля.

Интенсивное энергосбережение, потенциально обеспечивая крупномасштабное снижение расхо­дов топлива, тем самым снижая выход продуктов его сгорания в окружающую среду, стимулируя безотходное использование сырьевых материалов и конечных продуктов (снижая за счет этого отхо­ды производства), выступает как мощный фактор глубокой нейтрализации вредного воздействия угольного производства на окружающую среду.

Главная идея энергосбережения в угольной отрасли заключается в том, что энергоресурсы должны быть использованы более эффективно путем применения мер, осуществимых технически, обоснованных экономически и целесообразных с экологических и социальных позиций. Таким обра­зом, энергосбережение представляет собой совокупность способов снижения интенсивности энерго­потребления в результате принятия любых разумных мер с целью исключения расточительного рас­ходования энергии и бесконтрольного использования ограниченного природного потенциала.

По нашему мнению, в Концептуальных основах следует рассматривать три группы энергосбере­гающих мероприятий: утилизационные; энергетической модернизации; интенсивного энергосбере­жения.

Утилизационные мероприятия решают задачу использования уже имеющихся потерь теплоты, потенциальной энергии в действующих теплотехнических установках или системах. К ним относят­ся: утилизация тепла отходящих газов котлов при закрытой системе теплоснабжения, тепла оборот­ной воды системы водоснабжения, тепла конденсата при использовании пара в качестве теплоноси­теля, низкопотенциального тепла шахтной воды и вентиляционной струи и др.

Мероприятия энергетической модернизации решают задачу снижения потерь теплоты, энергии в действующих установках и системах, но не затрагивают принципиальных основ техники и техноло­гии. К ним относятся: применение рациональных схем охлаждения шахтных компрессоров, работа насосов и вентиляторов в оптимальном режиме при максимальном КПД, синхронизация асинхрон­ных двигателей, рациональное размещение подстанций и трасс линий электропередач, переход на рациональные конструкции ЛЭП, типы, число и мощности силовых трансформаторов, оптимизация загрузки по фидерам и др.

Эти две группы энергосберегающих мероприятий решают частные задачи энергосбережения, не требующие внесения изменений в основные технологические процессы.

Интенсивное энергосбережение решает принципиально другую задачу, а именно: достижение высокого энергосберегающего эффекта путем проведения системного энергетического анализа про­изводственных комплексов, на основе которого производится изменение принципиальных основ тех­нологии, техники, управления, обусловливающее повышение качества выпускаемой продукции и полноту ее конечного использования.

Интенсивное энергосбережение базируется на мероприятиях, которые могут быть сведены в следующие четыре группы: технологические, энергетические, теплотехнические, технические.

Технологические мероприятия должны обеспечивать непрерывность всех технологических опе­раций (единый непрерывный поток): безотходность технологии; предельно полное использование теплоты; предельно глубокая технологическая регенерация теплоты.

Энергетические мероприятия включают использование энергосберегающих тепловых схем; не­традиционных автономных источников энергии (с получением экономического и экологического эф­фекта при условии повышения надежности оборудования); шахтного метана для генерирования элек­трической энергии и тепла; внедрение газотурбинных установок; кинетической энергии движущихся масс вентиляционного воздуха для генерирования электрической энергии.

Мероприятия, направленные на экономию электроэнергии при разработке угольных месторож­дений, могут быть также объединены в следующие три группы:

-    повышение степени загрузки и КПД горно-шахтного оборудования;

-   ликвидация части энергоемких операций технологического процесса и/или снижение их энер­гоемкости;

-   рационализация электропривода и электрических сетей.

В первую группу входят мероприятия по замене незагруженного технологического оборудова­ния или увеличению его загрузки. Они обычно тесно связаны с ликвидацией разбросанности горных работ и соответствующим сокращением протяженности выработок. При этом уменьшается удельный расход электроэнергии на вентиляцию за счет снижения депрессии и утечек воздуха, на транспорти­рование угля, породы и вспомогательных материалов, на передачу электрической и пневматической энергии.

Ко второй группе относятся мероприятия по экономии электроэнергии за счет ликвидации части энергоемких операций технологического процесса или снижения их энергоемкости. Они наиболее эффективны и к ним относятся: сокращение объемов получаемой в шахте породы и выдачи ее на по­верхность; ликвидация или сокращение утечек воздуха в пневматических и вентиляционных сетях, утечек воды и др.; сокращение объемов работ за счет выбора оптимальных типов и конструкций кре­пи, сечения выработки, способов их охраны и др.; выбор оптимальных паспортов крепления и средств механизации в очистных забоях, исключающих загрязнение угля породой и необходимость ее дальнейшей транспортировки и подъема на поверхность.

В третью группу входит экономия электроэнергии путем замены незагруженных двигателей, си­ловых трансформаторов, увеличения сечения проводов и кабелей, напряжения, коэффициента мощ­ности, а также за счет сокращения протяженности электрических сетей.

В качестве одного из важнейших рычагов экономии электроэнергии предлагается ориентация на правильную организацию учета, контроля и регулирования режимов электропотребления, внедрение на предприятиях отрасли автоматизированных систем, коммерческого и технического учета, созда­ние технических средств, обеспечивающих контроль за расходом электроэнергии на основных при­соединениях в поверхностных и подземных сетях. Автоматизированные системы контроля и учета энергопотребления являются составной частью управления процессами энергосбережения.

Для энергетического хозяйства Казахстана наиболее перспективным сырьем является газовое топливо. Благодаря экологичности и высокой транспортабельности, а также широкому использова­нию в качестве энергоносителя и химического сырья значимость газового топлива возрастает. Считая вопросы добычи и утилизации метана как теплоносителя приоритетными, следует отметить, что в Казахстане работы по эффективному использованию шахтного метана пока ведутся недостаточно активно.

Между тем опыт работы зарубежных стран подтверждает целесообразность добычи и утилиза­ции метана на угольных месторождениях. Так, в США разработаны технологические схемы заблаго­временного извлечения метана из угольных пластов в пределах разрабатываемых участков, а также за пределами угледобывающих предприятий. Здесь более чем из 2 тыс. скважин непрерывно извлекает­ся метан. При этом максимальный объем его извлечения в процессе выемки угля на одном угледобы­вающем предприятии достиг 1 млн. м3 в сутки. В ФРГ объем извлечения метана в угольной промыш­ленности составляет около 1,5 млрд. м3 в год.

Широко ведутся разработки по использованию метана, выносимого из шахты с вентиляционной струей. Дегазация на шахтах уже на современном этапе должна рассматриваться не только как сред­ство борьбы с газовыделением в выработки, но и как один из методов добычи в промышленных мас­штабах ценного газообразного топлива. Однако организация работ по дегазации на большинстве га­зообильных шахт не соответствует современным требованиям устойчивости добычи метана, по­скольку лишь 12-15 % метана, содержащегося в массиве, используется в хозяйственных целях. Не­маловажным носителем дополнительного источника тепла может стать и метан, содержащийся в ис­ходящей струе шахтного воздуха и выбрасываемый в атмосферу.

Необходимо отметить, что метан может использоваться как по прямому назначению — в виде потока смеси воздуха в процессе каталитического сжигания, так и в биотехнологии получения кор­мового белка. Кроме того, исходящая струя шахтного воздуха может служить теплоносителем, на­пример, в тепличном хозяйстве. В такой же степени требуется использовать и тепло шахтных вод, откачиваемых из глубоких горизонтов. Источником топлива может быть и метан, выделяющийся из закрытых, отработанных газообильных шахт. В Германии, например, таким путем добывают до 100 тыс. м3 метана в сутки.

После выемки всех доступных запасов угля в шахтах остается значительное его количество — до 30 % и более. Это прежде всего уголь, находящийся в зонах геологической нарушенности пластов, технологических целиков, уголь в пластах, выходящих под наносы карбона, а также запасы угля в весьма тонких прослоях, которые с углублением горных работ попали в зону обрушения. Указанные запасы можно извлечь путем сжигания угля на месте залегания, с получением на поверхности тепло­вой и электрической энергии.

В отличие от подземной газификации углей (ПГУ), направленной на получение горючих газов, технология ПСУ ориентирована на получение экологически чистого газообильного энергоносителя, используемого для получения горячей воды, пара, электрической энергии и других продуктов непо­средственно на месте его производства. Технология ПСУ может успешно использоваться для сжига­ния оставленных в недрах запасов угля на закрытых шахтах.

Угольные месторождения должны служить и для попутного получения других ценных продук­тов, используемых в народном хозяйстве. Рассматривая угли как потенциальное сырье для получения редких и рассеянных элементов, следует отметить, что в Японии, Германии, США, Канаде и других странах реализованы в промышленных масштабах либо доведены до стадии отработанных техноло­гических схем способы попутного извлечения более десяти редких и рассеянных элементов (Эе, Са, РЬ, Zn, Ва, Аи, Ве, А§, Бс, Бе и др.). На переработку поступает пыль газогенераторных установок, аммиачные воды коксохимической промышленности. Во многих случаях сырьем служат непосредст­венно добытый уголь и вмещающие породы после предварительной подготовки.

В Казахстане значительный интерес к извлечению редких и рассеянных элементов из отходов угольной промышленности проявляется научными и промышленными предприятиями энергетиче­ского комплекса. Установлена перспективность переработки золошлаковых отходов, особенно золь­ных уносов, для получения сырьевой базы редких элементов. Так, учитывая уровень концентрации редких элементов в углях и конъюнктуру потребления, целесообразно провести технологические ис­следования на группу элементов: висмут, галлий, лантан, иттерий, церий, скандий, кобальт, золото, серебро, ванадий, никель.

Исходя из больших потенциальных возможностей Карагандинского угольного бассейна в части использования сырья для получения чистых «малых» элементов, возникает необходимость опробо­вать в промышленных условиях переработку углей бассейна как сырья, содержащего редкие и рассе­янные элементы. В этом качестве угли Карагандинского бассейна не используются из-за отсутствия проверенных и эффективных технологий выявления и определения концентраций различных элемен­тов и получения перспективного сырья. Заслуживает внимания разработка технологии селективной выемки угольных пластов, которая позволит вынимать раздельно смежные с породой пачки угля, яв­ляющиеся обычно наиболее обогащенными редкими и рассеянными элементами.

Горная масса непосредственно не может быть использована в качестве сырья для получения редких и рассеянных элементов. Вначале ее нужно специально подготовить, причем не всю, а лишь ту часть, которая приурочена к наиболее перспективным районам. Теоретические предпосылки такой подготовки для некоторых элементов разрабатываются, и лабораторным путем подтверждается пра­вильность теоретических выводов. Однако только опытно-промышленные испытания дадут основу определения параметров и технико-экономических показателей технологии извлечения редких и рас­сеянных элементов из горной массы шахт Карагандинского бассейна.

Комплексное освоение ресурсов угольных месторождений, повышение полноты использования запасов угля путем снижения потерь и вовлечения в эксплуатацию забалансовых, законсервирован­ных и бросовых запасов во многих случаях будут связаны с дополнительными затратами на горные работы, обогащение, охрану земной поверхности, на усовершенствование планировки горных работ и производства. Для ряда условий необходимо создавать новую технику. Однако эти затраты будут компенсированы увеличением объема добычи угля и повышением извлечения из недр ценных ком­понентов для производства дополнительной продукции.

Список литературы

  1. Каренов Р.С. Перспективы снижения негативного воздействия угольной промышленности на экологию Карагандин­ской области // Вестник КарГУ. Сер. Экономика. — 2006. — № 2(42). — С. 23-32.
  2. Каренов Р.С. Эколого-экономические проблемы в условиях рынка: (на материалах горной промышленности). — Алма­ты: Ғылым, 1998. — 304 с.
  3. Красавин А.П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. — М.: Недра, 1991. — 221 с.
  4. Баймухаметов С.К. Результаты промышленных испытаний нового способа подготовки особо выбросоопасного мощно­го пласта d6 на шахтах Карагандинского бассейна // Уголь. — 2005. — № 12. — С. 28-30.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.