Защо горят сметищата. Горят купища отпадъци

4.1. Основните теории за самозапалването на купища отпадъци

Спонтанното запалване е неразделна част от трансформацията на въглеродните скали, когато те ударят земната повърхност и се съхраняват дълго време в окислителни условия.

Ориз. 4.1. Самозапалване на въглища в купища отпадъци (споредВеслинг, 2008 г.)
Топлината, отделяна при окисляването на въглищата, води до тяхното самонагряване и запалване само при наличие на благоприятни външни условия.

Таблица 4.1

Температури на самозапалване на въглища

Обем, мл	Фракция А	Фракция Б
31	138	140
100	124	129
400	113	112
800	110	110

Самозапалването се причинява от екзотермична реакция между въглища и кислород и свързаното с това освобождаване на топлинна енергия; ако кислородът е достатъчен, но енергията не е отстранена, тогава реакцията става самоускоряваща се, докато настъпи горене ( Wessling et al. 2008).

Една от първите теории, обясняващи явлението спонтанно запалване на въглища, е пиритът (предложен от J. Liebig през 1860 г.).

През 1861 г. Гундман предполага, че основната причина за явленията на самоокисление и спонтанно запалване е пиритът, смесен с въглища. .

Някои изследователи (особено в Англия и Америка) все още се придържат към това мнение. По-специално, Parr установи, че въглищата с високо съдържание на пиритна сяра наистина имат особена тенденция да се запалват спонтанно. Решаваща роля в процеса на самозапалване Греъм приписва и на съдържащите се във въглищата серни съединения на желязото - пирит и марказит. Уолтър , Биленберг ИГаусвалд смята да намери потвърждение на пиритната теория в лесната запалимост на полукокса от въглища, съдържащи много железен сулфат.

Много учени обаче посочват, че не всички въглища с високо съдържание на железен сулфид са способни на спонтанно запалване. Във въглищния басейн близо до Москва, например, има блати с големи включвания на пирит, но не са склонни към спонтанно запалване във въздуха. След няколко месеца железен сулфат се появява на повърхността на парчетата от такова блато, където е бил пиритът, но самите въглища остават непроменени. .

Греъм изложи и теорията за пирит-фузит, според която най-опасният компонент на въглищата по отношение на спонтанното запалване е фузитът с фино натрошен пирит, съдържащ се в него. Това мнение се споделя от A.M. Гладщайн ИМ. Берма. Путилин А. също изразява компромисно мнение. Той признава значението на пирита, но вярва, че "ролята на пирита при спонтанното запалване на въглищата изглежда е да атомизира и първоначално да нагрява въглищата".

Ф. Мюлерт пише: „Обобщавайки, можем да кажем, че причината за спонтанното запалване на въглищата се крие в способността на органичното въглищно вещество, образувано извън достъпа на въздух, да абсорбира кислород от въздуха, докато наличието на пирит и марказит играе роля второстепенна роля”.

Откривайки причините за спонтанно запалване, е необходимо да се обърне внимание главно на веществата, които съставляват органичната маса на въглищата, които трябва да бъдат изследвани във връзка с окисляването:

а) петрографски компоненти на въглищата;

б) химични съединения, които изграждат въглищата;

в) отделни атомни групи, които изграждат молекулите на тези съединения.

В съответствие с този подход първичният топлинен импулс при ендогенни пожари се дължи на окисляването на пирита, съдържащ се във въглищата, от атмосферния кислород. Така че, когато въглищата се навлажняват, пиритът взаимодейства с водата и разтворения в него кислород. Окисляването на сярата може да повиши температурата на 1 тон въглища, съдържащи 1% сяра, с 117 0 K.

Спонтанно възпламеняваневъглища на купчини е следствие от химичния цикъл свързани с висока концентрация на серни съединения, които в комбинация с влага образуват сяра съединение, което влиза в окислителна реакция със скали и включвания на въглища с отделяне на топлина.

Въпреки това, както показват допълнителни проучвания, този фактор също не е решаващ.

Процесът на спонтанно запалване на въглищата се улеснява от наличието на серен пирит в тях. Серният пирит, окислявайки се, отделя топлина и разхлабва горните слоеве въглищни бучки, отваряйки нови повърхности за окисление.

Термичното спонтанно запалване се предшества от относително дълъг период на самонагряване на твърдия материал от частици. Спонтанно запалване (самозапалване) е възникване на горене при липса на източник на запалване.

Такъв процес се извършва с рязко увеличаване на скоростта на екзотермичните реакции (например окисление) в по-голямата част от материала, когато скоростта на отделяне на топлина е по-голяма от скоростта на разсейване на топлината.

Окисляването на въглища в източника на спонтанно запалване протича съгласно следните реакции, протичащиподложка за антрацитни въглища при T = 600-800 ° C:
2 C + O 2 \u003d 2SO + 570,24 kJ / mol. (10)

2 CO + O 2 \u003d 2CO 2 + 960,58 kJ/mol. (единадесет)

Спонтанното запалване първо възниква в зоната на максималните температури или в "горещата точка", след което горенето се разпространява в съседните зони.

Обикновено спонтанното запалване се проявява под формата на тлеене, т.е. безпламъчно изгаряне на материала с липса на кислород в зоната на горене. При тлеене в газова фаза в зоната на високи температури не се образува горима смес от продуктите на разлагането на материала и атмосферния кислород. Следователно тук няма огнено горене.

При достатъчно количество кислород тлеенето може да премине в пламъчно горене (обикновено се наблюдава в повърхностните слоеве на материала, които са по-интензивно аерирани).

В този случай газообразните и парообразните продукти от термичното разлагане на материала горят с пламък с отделяне на голямо количество топлина. В този случай входящият кислород се изразходва почти напълно за изгаряне на освободените продукти от пиролизата над повърхността на твърдия материал.

Коничните и хребетните сметища обикновено се запалват почти веднага, често дори по време на депонирането, и продължават да горят 10-20 години след завършването му.

Спонтанното запалване на отпадъчни купища от въглищни находища е доста сложен процес, който се дължи на редица генетични и външни фактори.

Пример за това е купчина отпадъци, в която камъните падат директно от транспортната лента и не се уплътняват допълнително. Следователно купчините отпадъци от този клас имат висока порьозност, достигаща 30%.

Именно този фактор при равни други условия (наличие на значителни количества горими материали, способност за самозапалване и др.) осигурява активно газово продухване на почти целия обем на купчината отпадъци, което неизбежно води до големи мащаб и продължителни процеси на горене.

Под въздействието на вятъра пожарите бързо се увеличават и засилват.

Понастоящем механизмът на самозапалване на скалната маса е проучен достатъчно подробно. Някои изследователи [32-34] смятат, че единствената причина за спонтанно запалване на въглищата е взаимодействието им с атмосферния кислород. Вестникът обаче цитира твърдението на един от специалистите на Liebig относно факта, че самозапалването на въглищата се причинява от съдържанието на железен сулфид в тях във фино дисперсна форма, а наличието на вода и въздух е най-близкото условие за спонтанно запалване. изгаряне.

Изследванията на руски и чуждестранни учени показват, че в момента няма общоприета теория, обясняваща процесите на спонтанно запалване на въглища, но все повече изследователи предпочитат теорията за комплекса „въглища-кислород“, който свързва процесите на генериране, отвеждане на топлината и спонтанно запалване.

Трудностите при разработването на тази теория се крият в липсата на данни за опасностите от спонтанно запалване, което не позволява по-специално да се реши уравнението на топлинния баланс. Това се доказва и от анализа на причините за ендогенни пожари, дължащи се на несъвършенството на методите за прогнозиране и превантивните мерки на опасността от вътрешни пожари.

В съответствие със топлинна теорияспонтанно запалване на въглища, критичната температура не е константа и зависи както от материалния състав на въглищата, така и от условията за образуване на източника на запалване (определя се от неговата форма и параметри, както и от притока на въздух и характеристики на топлообмен с околната среда). Така критичната температура на самонагряване варира от 403 0 K за кафяви въглища до 453 0 K за черни въглища, а за антрацитите надвишава 573 0 K.

След достигане на температурата на самозапалване в огнището (130-150 0 К по-висока от температурата на самонагряване) започва етапът на горене. Интензивността на отделянето на топлина в този случай се определя от химическата активност на въглищата, но натрупването на температура и нагряването на въглищата зависи от естеството на топлообмена.

Понастоящем са идентифицирани следните видове изгаряне:

открито изгаряне;

Горещи добре аерирани близо до повърхността части на сметната маса;

Дълбоко изгаряне (тлеене);

Изгаряне на газове в сметища;

Горене на асфалтобетонови кори по повърхността на горната част на сметището.

В момента има няколко теории за спонтанно запалване на въглища и въглищни скали.

Направен е опит да се обясни аномално високата склонност на антрацитите към самозапалване от гледна точка на комбиниран сулфидно-флуидогенен механизъм на окисляване на органичните вещества.

За да се приложи този механизъм, трябва да бъдат изпълнени следните условия:

Преобладаващото съдържание във въглищата на сферични форми на железни дисулфиди с радиално-лъчиста структура, чието окисление е придружено от максимален екзотермичен ефект в сравнение със сулфиди от други морфологични типове (Kizilshtein et al., 1978);
Наличие на въглища и въгленосни скали от локални зони на флуидогенно-тектонски нарушения с декриптиращи ефекти в температурния диапазон 160–240 °C поради експлозивно освобождаване на съдържаща въглеводороди течна фаза в депото за отпадъци (Trufanov et al., 1996);
Наличието на декриптограмите на ефектите от високотемпературното излъчване на флуидогенната фаза, освободена от теригенни минерални компоненти в близост до зоната на пиропластичното състояние, съответстваща по параметри на температурата на запалване на антрацита (800-850 ° C).

При последователно прилагане на отбелязаните характеристики процесът на окисление на въглищата ще бъде лавинообразен и в крайна сметка ще доведе до пълно изгаряне на органичната материя в сметището с образуването на високотемпературни "горелки" - екзоглии.

Наличието на огнище на пожар осигурява концентрично зониране на температурното поле с температурна разлика от максималната (над 1300 °C) в сърцевината на източника на горене до 100-200 °C във външните зони.

Съществуват и теории за самозапалване - фенолни и въглено-кислородни комплекси.

Всички тези теории свеждат процеса на горене до реакция на взаимодействие на въглерод с кислород, която при пълно изгаряне до въглероден диоксид протича с екзотермичен ефект от 405,46 J/mol.

Въпреки различните обяснения за причините за появата на топлинен импулс, тези теории са обединени от акцент върху предимно химичните аспекти на реакцията на кислорода с въглища и неговите примеси (пирит и др.).

От съставните части на изкопаемите въглища хумусните вещества се окисляват по-лесно, от хуминови киселини до остатъчни въглища с хуминов произход, вероятно изградени подобно на хуминовите киселини.

Някои битуми също се окисляват лесно, но точно тези, които са подобни по свойства на хуминови вещества, например, се екстрахират с основния реагент пиридин и не се разтварят в неутрален хлороформ, т.е. имат киселинен характер.

Хуминовите киселини имат доста фенолни хидроксили в молекулите си, които очевидно се запазват главно, когато се превръщат в по-сложни продукти. Във всеки случай фенолните групи са значително по-многобройни от ненаситените.

От всички достатъчно проучени органични съединения фенолите се окисляват най-лесно както от калиев перманганат, така и, доколкото може да се види, и от свободен кислород.

Степента на финост на въглищата оказва известно влияние върху понижаването на температурата на самонагряване. Колкото по-натрошени са въглищата, толкова по-голяма окислителна повърхност има.

Влажността на въглищата също влияе върху процеса на самозапалване. В този случай влагата действа като катализатор, ускорявайки химичните процеси, а също така води до напукване на въглища и образуване на микропукнатини. Активната повърхност на въглищата се увеличава и усвояването на кислород от тях се увеличава. Влагата отмива образуваните окислени филми от повърхността на въглищата.

В допълнение, скоростта на спонтанно изгаряне на въглища в насипни маси зависи от температурата на околната среда: с повишаване на температурата процесите на окисление стават по-интензивни и преносът на топлина към околната среда намалява.

Ролята на органичните микрокомпоненти в процеса на спонтанно запалване на въглища досега предизвиква най-противоречиви мнения сред изследователите: от абсолютно пренебрегване до определянето на този фактор като един от най-важните.

Печук И.М. и Маевская В.М. при изследване на връзката между склонността на въглищата на Донецкия басейн към спонтанно запалване с техния петрографски състав беше установено, че петрографските микрокомпоненти абсорбират кислорода неравномерно.

Както може да се види от графиките (фиг. 4.2), фузинитът при температури до 100 ° C абсорбира повече кислород и освобождава CO и CO 2 от витринита, а при повишаване на температурата над 100 ° C способността на фузинита да абсорбира кислородът става по-малко от този на витринита.

Фиг.4.2. Зависимост на скоростта на сорбция на кислород от съдържанието на витринит във въглищата на Донецкия басейн:

а - формация Кураховски; б – Александровска формация; 1 - витринит; 2 - фузинит
Тези учени предположиха, че фузинитът увеличава пропускливостта на въглищата и по този начин скоростта на окисление само когато образува агрегати.

Ако е потопен в остъклено вещество, тогава неговото присъствие не ускорява сорбцията на кислород дори в тъпи въглища.

Установено е, че около натрупванията на фузинит протича интензивно окисление на витринита: той се напуква и стените на пукнатините придобиват окислена "граница" с нисък релеф и намалена отразяваща способност. Следователно съдържанието на фузинит във въглищата не може да служи като индикатор за тяхната химическа активност и склонност към самозапалване.

Щах Е., Маковски М.Т. а други са на друго мнение: "независимо от степента на метаморфизъм, витринитът винаги е най-податлив на самозапалване."

Тази идея беше потвърдена от изследванията на петрографския състав на въглищата на различни етапи от метаморфизма Еремина И.В. и др., които показват, че с увеличаване на съдържанието на микрокомпонентите от групата на фузинита и намаляване на съдържанието на витринит, тенденцията на въглищата към спонтанно запалване се увеличава.

Микрокомпонентите от групата на фузинита дават тласък на развитието на процеса на самозапалване на въглищата. От друга страна, микрокомпонентите от групите фузинит и леуптинит са по-устойчиви на окисляване от витринита.

По-късно беше установено, че само големи фузинитни включвания повишават химическата активност на въглищата. Неговите малки включвания (микринит), потопени в основната остъклена маса от въглища, влияят незначително на скоростта на сорбция на кислород.

Освен това при изследване на полирани участъци от въглища под микроскоп беше установено, че на мястото на включванията на фузинит във витринита настъпва интензивно окисление и при окисляването на въглищата в него се образува мрежа от микропукнатини.

По този начин е доказано, че фузинитът повишава реактивността на въглищата, като ги прави по-порести и по този начин създава пътища за проникване на кислород във въглищната маса. На това основание Крикунов Г.Н. предложи петрографски метод за оценка на химическата активност на въглищата, който се състои в отчитане на общото количество фузионизирани компоненти за въглища от Карагандинския басейн в полиран участък.

Изследванията на спонтанното запалване на въглища в Московския басейн потвърдиха тезата за основната роля на фузинита като инициатор на самозапалване. Характеристика на въглищата в близост до Москва е сравнително ниско съдържание на микрокомпоненти от групата на хуминита и сравнително високо съдържание на групата на фузинита.

По-специално въглищата, съдържащи 80-90% хуминит, са най-малко разпространени. Те изграждат тънки прослойки от 0,05 до 0,15 m и съставляват от 1 до 5% от общото количество на различните видове въглища, изграждащи този пласт. В този басейн са разпространени въглища със съдържание на хуминит от 45 до 60%. Разновидностите им се срещат във всички полета и достигат 25-30% от общата дебелина на резервоара. Те се срещат във всички хоризонти под формата на пластове с дебелина 0,1-0,3 м. Съдържанието на фузинит в тези въглища варира от 12 до 21%.

Основната геоекологична опасност на купчините отпадъци се дължи на процесите на изгаряне на въглищна скална маса.

Статията разказва за това какво представляват купчините отпадъци, в резултат на каква дейност се образуват, какви процеси протичат в тях и защо могат да бъдат опасни.

Индустрия

Дори в древни времена нашите предци обърнаха внимание на факта, че много определени полезни вещества са концентрирани в недрата на земята. Поради сложността на добива или невежеството, тяхното широко развитие започва едва след много векове, но на първо място хората винаги са се интересували от метал, както обикновен, така и скъпоценен. Дълго време основен остава медта, а по-късно и бронзът (сплав от мед и калай), но истинската индустриална революция в началото на 19 век става възможна благодарение на масовото производство на стомана.

Освен метали, в недрата на земята са концентрирани и други полезни вещества, например, които дълго време се смятаха за безполезен материал и едва в началото на 19 век отново започнаха масовите му добиви по света. И се използва, наред с други неща, за претопяване.Добива се по различни начини: както в открити рудници, така и в мини. Но в процеса на добив на въглища и други минерали винаги се образува много празна и безполезна руда, която трябва да бъде поставена някъде. Именно от него се получават купчини. И така, какво представляват териконите? В това ще разберем.

Определение

Първо, нека се справим с терминологията. Думата "terrikon" има френски корени: terri - скална купчина, conique - конична.

Насипът от отпадъци е скална маса, която най-често има конична форма. Техните размери могат да бъдат както доста малки, така и да достигнат височина от десетки метри. Те могат да изглеждат като малки планини (особено ако са разположени наблизо, образуват верига и поради възрастта са покрити с растителност). И така, какво представляват териконите?

В процеса на добив на въглища, друг минерал или вещество се образува много отпадъчна скала, която трябва да бъде поставена някъде. Не е разумно да го разтоварвате в близост до мини и разработки, тъй като те бързо нарастват по размер. Затова се разтоварва на специално определено място. Постепенно, с нарастването на размера, по-нататъшното разтоварване на рудата до върха на купчината от отпадъци става проблематично и купчината от отпадъци расте на ново място. Така че разбрахме купищата отпадъци.

Краят на купищата отпадъци

Купчини от отпадъци могат да бъдат намерени във всяка част на света, но, разбира се, те са особено често срещани там, където има обширно копаене. Ако говорим за постсъветското пространство, тогава най-известната земя на купчини отпадъци е Донбас, Донецкият въглищен басейн, който се намира в източната част на Украйна.

Ако преброим всички купища отпадъци, тогава те са повече от сто, те са разположени почти навсякъде и са своеобразна забележителност на региона, негова отличителна черта. Най-старите са на повече от сто години и се появяват във време, когато основата на въглищните запаси в региона едва се засилваше, а Донецк се наричаше Юзовка (на името на индустриалеца, който го основа. Така че сега знаем какво представляват купчините отпадъци по география.

Видове

Условно е възможно купчините отпадъци да се разделят на стари и млади, тези, които все още „растат“, допълват се с нови порции отпадъчни скали. Много е лесно да ги различите визуално: старите дори външно имат по-плътна текстура и са по-клекнали. И най-важното е, че върху тях често расте различна растителност. Между другото, не само трева, но и дървета, обикновено акации, тъй като те са най-непретенциозни към съдържанието на вещества в почвата. Така че сега знаем какво представляват купчините отпадъци, определението на тази дума и техните видове.

опасност

Териконите, междувременно, носят опасност. Изглежда колко безобидни скални планини могат да навредят? Но всъщност не всичко е толкова розово. Разбира се, те не причиняват вреда като такива, иначе не биха били издигнати в непосредствена близост до жилищни сгради, но винаги има такива, които решават да изследват сами планините, създадени от човека. Между другото, те не напразно се наричат планини - някои имат внушителна височина и образуват истински, макар и малки, но планински вериги, с техните корнизи, первази и клисури. Но каква е опасността?

Всичко е свързано с процесите, които протичат в дълбините на купищата. Ако не навлизате в дълги описания на химични реакции, тогава в дълбините на тези "планини" поради високо налягане някои вещества започват да тлеят с отделянето на вредни газове. Вярно, концентрацията им е достатъчно малка, за да навреди на случаен минувач, но ако седнете на купчината сгурия и ги дишате дълго и редовно, това няма да завърши с нищо добро. Освен това с течение на времето поради гниене се образуват празнини, където хората често падат.

Но не всичко е толкова лошо и не всички купища са опасни. Например, старите, които са се образували отдавна и са покрити с растителност с дървета, са безопасни и можете да ходите по тях без заплаха да попаднете в нагорещените недра.

Така че разбрахме какво представляват купчините. Точно 4 клас на основното училище е периодът, в който се говори за тези изкуствени планини в часовете по география.

Огромни сметища от скали, извлечени от мината заедно с въглища, се наричат купчини отпадъци. Тази красива дума идва от две френски думи "Terri", което означава "скална купчина" и "Conique" - "коничен". Първоначално тази дума се произнасяше така: „terrikonic“, но по-късно краят, възприет като нежен суфикс, изчезна.

Възможно е "терикон" да е красива дума, но да обозначава понятие, което е далеч от красотата. Въпреки че в старите съветски времена купчините отпадъци се смятаха за символ на силата на производството на въглища, точно както гъстият дим от комините на заводите се смяташе за символ на мощта на социалистическата индустрия.

Купища отпадъци се увеличават във всички въгледобивни райони: в Донбас, в северната част на Франция, в Рурския индустриален регион на Германия. И изобщо не рисуват тези места. Купчината отпадъци се сравнява най-добре с тоалетната. Само че е многократно по-лошо, по-мръсно и по-опасно от обикновена помийна яма.

Защо? Нека се опитаме да обясним.

Купища от отпадъци се получават, когато остатъчната скала след обогатяването на въглищата се изхвърля в специално определени зони с помощта на камиони, конвейери или по релси на колички. В резултат на многогодишно съхранение планини от скали се издигат на височина от около 100 метра (купчини от мината Челюскинцев в Донецк). Купчината отпадъци Ганил в индустриалния регион Рур в Германия дори достига височина от 159 метра. Огромни планини, създадени от човека, заемат площ от стотици хиляди квадратни метри. Стотици хиляди квадратни метри празно пространство!

Но купищата все още горят. Защо? Минералът пирит, съединение на сяра и желязо, винаги присъства във въглищните скали. Колонии от бактерии се установяват върху пиритен прах, отворен за въздух, който в резултат на жизнената си дейност превръща пирита в чиста сяра, железни оксиди и сярна киселина и в същото време отделя много топлина. Тези бактерии се наричат сярни или тионни. Жизнената активност на тионните бактерии повишава температурата на повърхността на бунището до 260°C. При тази температура сярата се изпарява и, реагирайки с кислорода във въздуха, се запалва. След това се запалва и въглищен прах, който има огромно количество в сметището. Въглищата, които са вътре в купчината отпадъци, също светват. По време на горенето температурата вътре в купчината отпадъци достига 1200°C. Сметището се превръща във вулкан. Купчината шлака започва да пуши и вътре в нея започват различни химични реакции, които е почти невъзможно да се регулират.

Влагата, падаща отгоре, не само не гаси осветената купчина отпадъци, но добавя топлина. Концентрираната сярна киселина, която се натрупва вътре, когато водата влезе в нея, се нагрява, изпарява се и тази горяща пара излиза навън. Това е като вулканично изригване. Понякога купища експлодират и това е истинска катастрофа.

А в сухия сезон купчините са прашни. Прахът, носен от вятъра от бунището, съдържа вредни елементи като никел, олово, мед, цинк, манган...

Като цяло вредността и опасността от депата водят до необходимостта от тяхната рекултивация. Това е сериозен технически проблем. Може да се реши по един от четирите начина. Първо, да се напълни скалата от сметищата обратно в мините. Това е екологичен, но трудоемък метод. Цената му ще бъде по-висока от цената на въгледобива. Второ, купчините отпадъци засаждат дървета. Повърхността на купчината отпадъци е засадена с непретенциозни дървесни видове, които могат да растат върху камъни, например акация. Тогава засадените изкуствени планини се превръщат в паркове или атракции. Третият начин е да пренесете бунището на друго, свободно място. Но този метод не работи почти никъде. В индустриализираните страни всеки квадратен километър е от значение. Четвъртият начин е продажбата на материали, които изграждат бунището като ценна суровина. Или поне като баласт при строителството на пътища.

Има и екстравагантни предложения. Например, един от художниците от Донецк предложи да продаде купища отпадъци на богати хора. Нека строят гробници вътре в тях, като тези, които древните египетски фараони са строили за себе си вътре в пирамидите.

Градището наистина е на повече от сто години, изглежда, че всички проблеми, свързани с него, вече са в далечното минало, но ми разказаха истинска история за смъртта на дете там, което падна в празнотата, очевидно , изгоряло пространство. Вярно е, че историята, доколкото разбирам, все пак е свързана с онези времена, когато купчината сгурия все още имаше връх и висеше над града като много реална заплаха. Заинтересувайки се от темата, изрових материал за смъртта през 60-те години на село „Нахаловка” в град Димитрово. По-специално в статията се споменава историята на купчината отпадъци в Горловка.

1966 г Страната празнува Първи май и се готви за Деня на победата. Само специални служби и научни консултанти знаят какво се е случило в ранната майска утрин в град Димитрово - експлозия на насипно сметище унищожи жилищно селище, убивайки над 60 души. Възникна техногенна авария, за чиято възможност учените предупредиха. Нещо повече - може да се повтори и в момента. Малко хора помнят безпрецедентната трагедия от 1966 г. - в продължение на много години всички материали, свързани с случилото се, действията на разследването, бяха класифицирани.

Очевидец, човек, участвал в разследването на експлозията, академик на Академията на науките на Украйна, доктор на техническите науки, професор, ръководител на катедрата на Националния минен университет, директор на Научноизследователския институт по минна механика на име след като А.И. ММ. Федорова, Борис бъдещето.

„Винаги се тревожа, когато по телевизията говорят за проливни дъждове. Притеснително, защото най-големите аварии, които си спомням, бяха свързани с високи води. Такъв е и взривът на бунището в мината на името на Димитров, производствено обединение „Красноармейскугол“. През тази година в първите дни на май в района се изляха силни дъждове. И тези дъждове провокираха свлачище на едно от бунищата. Част от скалната маса се е свлякла. Когато тази маса от стотици тонове се плъзна от купчината отпадъци, устието на вулкана се отвори. Поради рязката промяна на температурата проникването на вода предизвика експлозия.

Изригване. В истинския смисъл на думата. В края на краищата, нашите купища отпадъци са слоеве от скали, въглища, извлечени от мината, и много други елементи, включително редкоземни метали и дори в самите въглища. И така: температурата в центъра на такова струпване на скала, особено конусовидна, надвишава 3-4 хиляди градуса. Тоест всъщност град Донецк и миньорските градове са заобиколени от бавно напредващи вулкани. Има една хубава, красива песен за Донецк - град със сини купчини, град на сребристи тополи. Но сините купища не са поетична метафора. През нощта можете да видите сиянието над купчините. Синьото сияние се създава от високата температура, която е вътре в тази купчина отпадъци, както и от радиацията на редкоземни метали. И всяко въздействие на бурни потоци върху купчината отпадъци може да доведе до катастрофални последици.

По-точно имахме две подобни катастрофи. Първият се случи няколко години по-рано в мина № 7 „Трудовская“ в Петровския район на Донецк. Тогава за щастие нямаше пострадали, в близост нямаше жилищни сгради.

Затова аварията премина тихо, без резонанс. Учените се чудеха - какво всъщност се случи? Но те не придадоха сериозно значение на случилото се. Но тогава имаше взрив на бунище в Димитрово - десетки хора загинаха, нямаха време да отидат на работа, децата нямаха време да отидат на училище, беше рано сутринта. Хората дори не разбраха какво се случва. Както са се наричали тези миньорски селища около бунищата - Собачевка, Нахаловка. На стари снимки виждаме - тези бараки са точно до купищата. Хората взимали въглища от бунището, топлили се, живеели там и не се страхували от нищо, защото не знаели какво ги чака.

Когато този инцидент се случи, за първи път правителството на Украйна реши да изгони хора от такива зони. У нас до 90-те години броят на жилищата се планираше ежегодно за изселване на хора от 100-300-метровата зона на насипи, което е опасно за живота. И не само за живота, но и за работата, когато в близост се намират производствените сгради на мината - също има риск. Никой не знае от коя посока ще дойдат неприятностите. Всеки наклон може да даде пукнатина и тогава ще има освобождаване на гореща скала, газ. Виждал съм много злополуки в живота си, много мъка и сълзи. Но това, което видях тогава, участвайки в разследването като научен консултант, ще помня до смъртта си. Под скалата, под горещата скала изровиха жилища и хора. Те изгоряха живи, температурата беше толкова висока.

Беше невъзможно да ги идентифицираме, условно, според проучване на познати, те знаеха къде, какво семейство живее. Всъщност никой не знае точния брой на жертвите. Повече от 60, но със сигурност ... Факт е, че тези населени места, в онези години, те не са били регистрирани, не е имало парцели и разрешителни за строеж. Откъде идва такова име - "Нахаловка"? Има го само в Донбас. Хората просто заеха свободни територии и си построиха къщи там, където им беше удобно.

След инцидента е въведена процедура за предоставяне на жилища. Тогава имаше ред - 20% от построените жилища бяха дадени на хора за разселване от бунищата. И след това се даде на града, за ветерани и т.н. Също така беше необходимо да се създадат организации, които да се занимават с предотвратяването на подобни инциденти. Старите хора си спомнят - на входа на Горловка имаше най-красивата купчина отпадъци в целия свят на мина Кочегарка - конусовидна, остра, висока повече от 100 метра. Това е първото сгурно насипище, чиято горна част беше премахната от съображения за безопасност, защото представляваше заплаха за град Горловка. Сега е толкова плоско, невзрачно, но по-рано, когато не знаехме за опасността, се гордеехме - ето каква красива купчина купчина имаме, лицето на Горловка, лицето на Донбас!

В Украйна са създадени 40 тръста, отдели за рекултивация и гасене на скални купища. Проектантските организации направиха специални планове, бяха отделени оборудване, хора и средства. И сега има опасни купища. Това е много сериозно - все пак никой не се занимава с проблема през последните 12 години! (По данни на Държавната администрация по екология и природни ресурси в Донецка област в района има 580 сметища, от които 114 горят. На територията на Донецк горят 30. - инф. Obozrevatel .)

Понякога в центъра на града може да се усети миризмата на серен пирит. Например в Торез горя сгурия, целият град беше опушен. А серният пирит е просто елементът, който е способен да произведе искра с висока температура. Между другото, много аварии в мини, експлозии на метан са провокирани от искра, причинена от метален нож на комбайн срещу серен пирит. Веднъж видях ужасна картина - зад една тунелна машина имаше струя пламък, гореше метан, запален от такава искра.

Ако видите купчина отпадъци, по-висока от 50 метра, знайте, че тя вече представлява заплаха. Особено ако купчината е конусовидна. Но можете да погледнете на този проблем и от другата страна. Ако се борим с метана и го вземаме от мината, можем да го използваме за промишлени цели, да решим газоснабдяването на градовете, тогава защо не помислим за използването на купища отпадъци, тези изкуствени вулкани, ако температурите са толкова високи там? Учените от Националния минен университет на Украйна, който се намира в Днепропетровск, отдавна са разработили редица предложения, свързани с използването на високотемпературни купища отпадъци. Над това са работили специалисти от Донецкия технически университет. Обърнете внимание на текущата купчина отпадъци, тоест тази, където мината продължава да носи скалата. Релсите се огъват от високата температура, траверсите горят, въжетата горят.

Температурата, която се повишава от недрата на такова скално сметище - може да се използва и полезно - за пробиване на кладенци и инсталиране на топлинни приемници. Такива технически решения са разработени отдавна. Можем да намалим опасността и да се стоплим. Друго нещо е, че имаме нужда от организации, които биха направили това. Малко мини ще се справят с такава задача. Въпреки че мината не е просто въгледобивно предприятие, тя е цял консорциум. И докато мината работи, те се занимават с решаването на комплекс от въпроси. На първо място, изпомпва вода. Освен това, като говорим за опасностите от водата, такъв пример. В началото на 80-те години в Донецк, на улица Роза Люксембург, се срути пететажна къща. Оказа се, че вина имат и подземните руднични води. Отмиха основата, получиха се слягания. Къщата е разрушена, хората са загинали. Сега там е построена нова къща.

Горловка, Донецк, Макеевка са огромни неразработени територии. Извадиха скалата и въглищата - тук стоят купищата, а там, под земята - пустота. В крайна сметка днес никой не контролира потъването на земната повърхност. Америка, Полша, Германия, защо там не се виждат купища? Да, защото те обработват тази скала, смесват я с пясък и други добавки и полагат изкопа. За нас това не е новина - през 1975-76 г. такава инсталация за запълване работи в мина Горки. Имаше правителствено решение за мините в Централен Донбас - да се разработят проекти и разчети за изграждането на складови комплекси.

Това беше. Но ние забравихме за това. Днес няма организации, които да се занимават с тези проблеми! Мините са затворени. В новите рудници няма конусовидни депа, всички депа са плоски, но в старите, които вече са затворени и се затварят, има горящи сметища. Кой ще контролира слягането? Изпомпвам вода? Да гасим купища отпадъци? Ако това трябва да се направи от Ukrrestructuring, е необходимо да се определят неговите функции, тоест тази организация трябва не само да затвори предприятия, но и да контролира цялата работа по сигурността за много години напред. В противен случай ще има голяма беда в Донбас. Имаме и факти, когато се взривяват жилищни сгради и апартаменти. Защото – метан! Слягането на повърхността винаги е свързано с повишено отделяне на метан. В мазетата, в мазетата. Ние, украинските учени, имаме достатъчно уникални научни разработки, опит и потенциал, за да решим всички тези проблеми. Трябва да организирате процеса. Но това е задача на правителството.

„На територията на ДНР има 521 купища отпадъци. Всички те са регистрирани в градските власти. От тях има 48 горящи купища, 43 от тези 48 са без собственик, а за 146 няма данни изобщо“, каза за ДНР Виктор Неер, депутат от Народния съвет на ДНР (фракция „Свободен Донбас“). НА ЖИВО.

Защо у нас има купища отпадъци, а на Запад няма?

След Първата световна война се образуват купища.

„След затварянето на мините купищата бяха изоставени. А в Украйна те бяха предадени на Ukrrestructuring, който нямаше достатъчно средства, за да поддържа купчините отпадъци“, отбеляза В. Неер.

На запад няма купища, защото копаят с пълна технология за засипване.

Според V.Neher в републиката няма възможност да се приложи технологията за цялостно полагане на скали, тъй като това изисква специално оборудване. Виктор Неер също отбеляза, че в момента се разглежда въпросът за прехвърлянето на купища отпадъци в собственост на RP "Donbassuglerestructuring".

Защо купчините са опасни?

В резултат на изгарянето купчините отпадъци замърсяват атмосферата: поради високото налягане някои вещества започват да тлеят с отделяне на вредни газове. Тяхната концентрация обаче е достатъчно малка, за да навреди на страничен наблюдател. В същото време продължителният и редовен престой в близост до бунището може да доведе до необратими последици.

В. Нехер подчерта, че купищата нанасят сериозни щети на природата и човешкото здраве.

„За да засадите дървета на купчината, първо трябва да подготвите почвата. каза зам. — В Кривой Рог децата страдат от силикоза, защото прахът, който се образува от купчините отпадъци, навлиза в белите дробове. Това изисква сериозно решение, държавен подход.”

В почвата под купчините са променени киселинно-алкалният баланс и физико-механичните свойства. Разтварянето на урана води до повишаване на радиоактивността на скалата на купчината отпадъци. Коничната форма на сметищата, стръмността на техните склонове (до 45 °) допринасят за измиването на токсични скали и катастрофалните ерозионни процеси.

Купчините отпадъци замърсяват въздуха с продукти от горенето, създават заплаха от слягане на почвата в района на минните изработки и под купчините. Ако концентрацията на прах е доста висока, това може да причини хроничен бронхит или да изостри съществуващи заболявания, като бронхиална астма.

Трябва да се отбележи, че нивото на опасност от купчини отпадъци може да бъде намалено с помощта на озеленяване.

В статия на Роман Побережнюк в 90-ия брой на вестник "Московский комсомолец в Донбас" се съобщава, че зоната на максимално замърсяване се счита за зона в радиус от 500 м около купчината отпадъци. Горящите купища отделят във въздуха вредни вещества, които провокират заболявания на горните дихателни пътища и алергични реакции. Въглеродният окис, който е по-тежък от въздуха, се разпространява по земята - при висока концентрация човек може да се задуши.

Как да изхвърляме купищата отпадъци?

Еколозите вече разработват програми за намаляване на отрицателното въздействие на купчините отпадъци, включително, заедно с учени от ДонНУ и Ботаническата градина, те продължават да работят по тяхната рекултивация и засаждане.

Понастоящем са известни следните методи за обезвреждане на отпадъчните купища: производство на строителни материали и въглищни торове, производство на боксит и алуминиеви сплави, отделяне на магнитни железосъдържащи съединения, отделяне на германий и редкоземни елементи от отпадъчните купища. След раздробяване на скали или вторични минни отпадъци те могат да се използват, включително в състава на асфалт, бетонови продукти като пълнител.

„Сега стои въпросът за създаване на екологичен фонд, който да получава глоби. Това ще даде възможност да се финансират такива програми и да се засаждат дървета там. За да може купчината да бъде обрасла с дървета, първо трябва да донесете пръст. Имаше идея деретата да бъдат засипани, но те горят и се получава разлагане. В идеалния случай ги използвайте като материал за обратен насип, но нямаме средства за това. Заедно с еколозите трябва да разработим програма и да решим: може би някакво ниво, изравняване със земята, запълване на дерета, подготовка на почвата отгоре и ще има земя. Радиоактивните елементи са на приемливо ниво. Как могат да се използват някои строителни материали? За извличане на редкоземни метали, но те не представляват промишлен интерес в малки количества ”, коментира депутатът В. Неер ситуацията с купчините отпадъци.

Съединените щати, Полша, Германия отдавна използват технологии за обработка на купчини отпадъци: те смесват скалата с пясък и други добавки и полагат кофата. Скалната маса на рудничните депа съдържа до 46% въглища, до 15% алуминиев оксид (суровини за производство на алуминий и силумин) и до 20% силициеви и железни оксиди.

Сравнително евтин метод за извличане на метали е с електростатичен сепаратор. Скалата се раздробява до състояние на прах и се изсипва между два електрода под високо напрежение.

Как да спечелим пари от купища отпадъци?

Суровините от сметищата и готовите продукти от тези суровини винаги са търсени. Продуктите от силумин са необходими за нуждите на химическата, газовата и петролната промишленост.

Германият се използва в производството на битови пластмаси, в металургията и електротехническата индустрия, в медицината, оптиката и слънчевата енергия. Цената на германия надхвърля 1000 долара за кг.

Скандият е незаменим в авиационната и космическата промишленост, автомобилната индустрия, криогенните технологии, халогенните лампи и зъбопротезирането. Цената на скандия варира от 42 000 до 45 000 долара за кг.

Обхватът на галия е производството на смазочни материали и лепила, проектирането на полупроводникови лазери, термоелементи за слънчеви батерии. Цената на галия в момента е около $1,3-1,5 хиляди за кг.

През 2001 г. Руско-британският консултантски център предложи създаването на две електроцентрали, базирани на технологията за изгаряне на купища отпадъци с леко добавяне на въглища. Това би позволило преработката на 100 милиона тона скални отпадъци, които сега горят и отравят атмосферата.

През 1975-1976 г. в мината. Горки, инсталацията за полагане на скалата работи. Компанията Hertz е изобретила друг начин за обработка на купища: да използва скалата като почва и строителен материал. Един от най-успешните примери е изхвърлянето на 30-метрова купчина отпадъци на границата между Донецк и Макеевка.

Има и друг начин за използване на купчини отпадъци - да ги разглобите до основи, като използвате всички компоненти на купчината отпадъци в промишлеността. Предвижда се извличане на алуминий, германий, скандий, галий, итрий и дори цирконий от купчини отпадъци. Разделяне на суровините на фракции по електростатичен метод. Цената на суровините, получени от една купчина отпадъци със среден обем, е около 100 милиона долара.

Засега най-оправданият и надежден начин за използване на купища отпадъци е постепенното им използване за пътно строителство. През 2008 г. бяха необходими малко повече от месец, за да се изравнят със земята 900 хиляди тона скала. Сега на мястото на бившата купчина отпадъци в Донецк има хипермаркет Metro Cash & Carry. В мината. А.Ф. Засядко реши да не „строи“ нова купчина шлака, а да запълни голяма греда с камък, сякаш изравнявайки релефа.

В крайна сметка, ако бунището бъде изхвърлено, на негово място се появява облагородена площ, подходяща за строителство или земеделие. Но, разбира се, въпросът къде да поставите изкопаната скала трябва да възникне и да бъде решен на етапа на проектиране на мините.