Проекты участников финального этапа НТТМ-2017

← К списку проектов

Проект
Анализ приуроченности горящих отвалов Восточного Донбасса к границам блоков земной коры
НТТМ-2017-1746 | Категория II

Автор:

Мусина Валерия Раисовна

Научный руководитель:
Батугин Андриан Сергеевич
Организация:
НИТУ «МИСиС»,
Москва
Цель работы
Самовозгорание углепородных отвалов является крупной экологической проблемой горнопромышленных районов. Цель работы: выявить приуроченность горящих отвалов к границам блоков земной коры для обоснования рекомендаций по снижению экологической опасности.
Обзор предметной области
Проблема самовозгорания отвалов актуальна во многих странах мира. Несмотря на имеющиеся научные разработки и принимаемые меры, углепородные отвалы горят в Китае, ЮАР, Польше и других странах мира. Проблема самовозгорания отвалов решается в основном путем развития технологий их пожаробезопасной укладки. Рекомендуется послойное укладывание склонных к самовозгоранию и инертных пород, выполнять изоляцию основания и откосов для предупреждения проникновения воздуха в тело отвала, обрабатывать складируемые породы антипирогенами, ограничивать максимальную мощность отсыпаемого слоя, уплотнять складируемые породы и др. Выбор же места расположения отвалов определяется в первую очередь исходя из экономических соображений: минимизация затрат на транспортировку углепородной массы, расположение отвалов на малоценных землях (часто в балках и оврагах). Для предупреждения деформации изоляционных слоев не рекомендуется размещать отвалы на слабых грунтах (глинистые породы). Поскольку одними из индикаторов границ активных блоков земной коры являются балки и овраги, то углепородные отвалы могут быть размещены на этих границах.
В работах по геодинамическому районированию показано, что инженерные сооружения, размещенные на границах блоков земной коры, испытывают повышенные деформации и в большей степени подвержены аварийности. В связи с этим возникла идея проекта, которая заключается в том, что возгорание углепородных отвалов может быть связано с их расположением на границах блоков земной коры, что способствует поступлению воздуха в отвал.
На сегодняшний день в районе города Шахты Ростовской области имеется 27 углепородных отвалов, 11 из которых горят. Часть работы по геодинамическому районированию Восточного Донбасса были выполнены в начале 90-х годов. В связи с этим сложились предпосылки для реализации проекта.
Задачи проекта:
1.Создать актуальную базу отвалов одного из углепромышленных районов России.
2.Выполнить работы по геодинамическому районированию с выделением границ блоков земной коры.
3.Проанализировать приуроченность горящих отвалов к границам блоков земной коры.
4.Оценить достоверность полученных результатов.
5.Сформулировать задачи дальнейших исследований.
Описание результатов проекта
В ходе работ над проектом:
1. По данным ФГБУ «ГУРШ» была сформирована база данных по состоянию углепородных отвалов в районе г. Шахты Ростовской области, которая включает в себя сведения о месте расположения отвалов, их размерах, форме, дате ввода в эксплуатацию, текущем состоянии (горящий, не горящий, потухший и др.).
2. Были выполнены работы по выявлению блочной структуры в исследуемом районе и их отображению на картах масштаба 1 : 25 000.
3. Был выполнен анализ приуроченности горящих отвалов к границам блоков.
4. Была проведена оценка достоверности полученного результата.
5. Были сформулированы задачи дальнейших исследований.
Основным результатом проекта является актуальная база данных, карты блочного строения района масштаба 1 : 25 000 с нанесенными на нее отвалами, а также вывод о приуроченности горящих отвалов к границам блоков земной коры (плотность горящих отвалов на границах блоков земной коры выше в 13 раз, по сравнению с фоновым значением).
В данном проекте впервые в мировой практике установлен факт приуроченности горящих отвалов к границам блоков земной коры.
Описание применимости
Результаты работ могут быть использованы при выборе мест для расположения углепородных отвалов (авторский патент РФ №2600948 от 27.10.2016). Пожаробезопасное расположение отвалов позволит улучшить экологическую ситуацию в горнопромышленных районах за счет снижения выбросов вредных веществ, неконтролируемо поступающих в атмосферу при горении отвалов.
Дальнейшее развитие проекта
Требуется всесторонняя проверка полученного вывода о приуроченности горящих отвалов к границам геодинамически активных блоков и постановка работ по моделированию процесса поступления воздуха в тело отвала через границы блоков земной коры. Может представлять большой интерес анализ мест расположений горящих отвалов в других горнопромышленных районах России и мира. Планируется получить новый научный результат, раскрывающий закономерность возникновения пожаров на углепородных отвалах. Согласно действующей «Инструкции по предупреждению самовозгорания, тушению и разборке породных отвалов» от 13.04.2012 г., формирование отвалов должно производиться с учетом результатов геодинамического районирования. В связи с этим, дальнейшее развитие проекта может быть направлено на разработку методических указаний. Задачи дальнейших исследований: 1.Разработать математическую модель поступления воздуха в тело отвала. 2.Раскрыть закономерность возникновения пожаров на углепородных отвалах при размещении их на границах блоков земной коры. 3.Разработать методический документ и предложения в инструктивные документы.

Информация предоставлена участником конкурса. Организаторы конкурса не несут ответственности за содержание информации о проекте.

← К списку проектов




Список всех проектов финального этапа с датами защиты

 

© Всероссийский конкурс научно-технического творчества молодежи НТТМ