Очередной экологический скандал, связанный с углем – жители поселка Ванино страдают от угольной пыли, которой их щедро одаривает порт «Ванино» . «Кислород.ЛАЙФ» почитал местные СМИ, и пришел к выводу – в данной точке на карте Дальнего Востока явно не сложился диалог между крупным бизнесом и местным населением. И разрубить этот узел будет теперь довольно сложно.
Росприроднадзор отреагировал на массовые жалобы жителей пос. Ванино (Хабаровский край) «на загрязнение атмосферы в связи с сортировкой угля на площадке ОАО «Порт Ванино»», одного из крупнейших на Дальнем Востоке. По результатам проведенного административного расследования служба запретила эксплуатацию десяти дробильных установок, осуществляющих вредные выбросы. А также потребовала приостановить деятельность всего предприятия на срок до 90 дней (решения суда на этот счет пока нет; UPDATE - 3 февраля стало известно , что порт оштрафован на 250 тыс. рублей за выбросы).
Жалобы от местного населения Росприроднадзор получал в течение всего прошлого года, ОАО «Ванинский морской торговый порт» (один из ключевых грузоотправителей ОАО «Порт Ванино», контролируется Группой «Мечел» и специализируется на экспорте угля) четыре раза привлекалось к административной ответственности за экологические нарушения. Но ничего не делало, чтобы исправиться. После очередных жалоб Росприроднадзор решил проверить технологические установки, используемые на предприятии для сортировки угля. И выяснил, что часть из них эксплуатировалась незаконно. Они и были опечатаны 27 января. «Объем несанкционированных выбросов в Росприроднадзоре называют «существенным» для качества атмосферного воздуха и акватории в связи с «круглосуточной работой порта»», - пишет газета «Коммерсант».
Тем не менее, в минувшее воскресенье в Ванино прошел митинг протеста против загрязнения воздуха и акватории бухты Ванино (Татарский пролив) угольной и глиноземной пылью (порт специализируется на переработке угля и глинозема). В нем приняли участие, по данным разных СМИ, от 500 до 1000 человек. «Переработка грузов, включая переработку угля и глинозема открытым способом, производится с нарушением технологий, несмотря на подписанную в прошлом году с правительством Хабаровского края программу по повышению экологической безопасности. Угольная и глиноземная пыль не только вредит здоровью работников порта и жителей поселка, но и представляет взрывоопасную смесь, что еще по одному параметру делает предприятие опасным производством», - говорится в резолюции митингующих, которая была направлена всему высшему руководству страны, а также властям Хабаровского края.
Среди требований митинга: «безотлагательная остановка мобильных сортировочных, дробильных установок, грохотов на территории порта Ванино», «незамедлительное начало модернизации переработки угля с соблюдением экологической безопасности», разработка и реализация краевой программы по оздоровлению экологии в поселке и т.д. Впрочем, как напоминает ИА REGNUM, «с момента продажи контрольного пакета акций ОАО «Ванинский морской торговый порт» компании «Мечел» в Ванинском районе не утихают волнения, связанные с нарушением природоохранного законодательства. Впервые на митинг жители Ванино вышли в мае 2013 года. Тогда же по поручению губернатора края Вячеслава Шпорта была разработана и утверждена экологическая программа, которая не исполнена. Еще одна программа была разработана и утверждена в региональном правительстве в 2016 году, но и она не была исполнена».
Среди требований митинга в Ванино: «безотлагательная остановка мобильных сортировочных, дробильных установок, грохотов на территории порта Ванино»
Тянется уже три года
Проблема с угольной пылью в Ванино давняя, по данным местных СМИ – тянется она с 2012 года, когда, по мнению экологических активистов, порт стал наращивать перевалку угля в ущерб остальным видам грузов (но в интересах нового собственника). В прошлом году жители Ванино даже обещали лечь на рельсы, если проблема с открытой перевалкой угля не будет решена, пишет «Тихоокеанская звезда». «Понимаете, даже при активном вмешательстве краевых властей дирекция порта много обещает, но ничего не делает. Целый год надзорные органы давали руководству порта на исправление ситуации, но, увы, порт игнорирует все требования… Если раньше уголь отгружался с точек, максимально удаленных от поселка Ванино, то сейчас уголь буквально под окнами, от дробильных установок до окон ближайшего дома 150 метров при норме минимум 500 метров», - рассказывал СМИ председатель инициативной экологической группы «Ванино» Вадим Москвичев (цитаты – по газете «Тихоокеанская звезда» и «Коммерсант»).
По словам эко-активиста, проблема с угольной пылью особенно обостряется именно в зимнее время : «Везут перемороженный уголь. С ним и работают эти машины, которые называют дробилками, сеялками. Они прогоняют уголь, просеивают его, и в процессе прогонки создается вот это активное пыление. Угольная завеса стоит над поселками Ванино и Токи. Люди задыхаются, я уже молчу о том, что болеют». Москвичев также добавил, что как только установки перестали работать, ванинцы сразу же это почувствовали действительно, угольной пыли стало значительно меньше».
«Собственники порта, которые живут далеко от Ванино, оставят своим детям многомиллиардные счета в иностранных банках. А что оставят они детям тех, кто живет сегодня в Ванино, кто работает в порту? Пыль, грязь и загубленное здоровье? Мы не намерены мириться с таким положением вещей и будем вместе с жителями Ванинского района добиваться от собственников порта уважения к людям, которые здесь живут!», - заявила на митинге депутат Законодательной думы Хабаровского края от ЛДПР Елена Грешнякова
. А и.о. главы Ванинского района Николай Ожаровский
добавил, что порт «Ванино» - единственно предприятие, которое «не принимает участия в социально-экономическом развитии района»: «Ванинский порт с момента смены собственника не дал району ни копейки».
«Мы прикладываем все усилия»
В руководстве порта «Ванино» заявляют, что обвинения в адрес предприятия о бездействии в связи с угольной пылью являются необоснованными. «Администрация предприятия открыта к диалогу с общественностью и регулярно размещает на собственном сайте и в СМИ информацию о реализации «Плана мероприятий по предотвращению загрязнения угольной пылью порта Ванино», утвержденного правительством Хабаровского края. В 2017 году предприятие намерено увеличить объем средств, выделяемых на реализацию экологической программы», - говорится в сообщении пресс-службы порта. И, действительно, лента новостей сайта ОАО «Порт Ванино» больше похожа на сводку неутихающей битвы с пылением угля.
«К сожалению, от угля возникает пыление - это неизбежное следствие работы любого портового комплекса, имеющего дело с углем. Такая проблема остро стоит в период отрицательных температур. Мы понимаем обеспокоенность общественности, разделяем ее и будем применять все доступные методы для предотвращения пыления», – заявляет генеральный директор ОАО «Порт Ванино» Валерий Балакин . По его словам, предприятием уже изучен опыт крупнейших угольных терминалов Прибалтики, Европы и Кореи, использующих грейферную технологию перевалки.
И ряд мер уже принят: «В порту уже работает снегогенератор для подавления пыли. Закупили еще четыре аналогичных установки, они будут запущены в феврале. В условиях отрицательных температур это наиболее эффективное технологическое решение для борьбы с угольной пылью. Преимущество этих установок в том, что они выдают снег, эффективно осаждающий пылевую взвесь. Простота конструкции обеспечивает надежность в эксплуатации. Также немаловажно, что данное оборудование будет использоваться круглогодично, образуя летом водяной туман».
Кроме того, в конце февраля компания приобретет вакуумный аппарат, который будет очищать подъездные пути и складские площадки в порту, что также снизит уровень пыления. «Следующий этап – установка специальных ограждений во всех местах, где у нас хранится уголь», - заявил Балакин. Работа ужа началась: железобетонными плитами огорожен ряд складских площадок. Плиты для ограждения остальных складов закуплены и будут установлены в ближайшее время по факту доставки необходимых комплектующих.
Во втором квартале текущего года порт ожидает поступления еще одной дорогостоящей штуки - высокоскоростной вакуумной погрузочной машины, предназначенной для работы в морских и речных портах, или на производствах, где требуется собирать просыпи грязи и мусора, а также уголь, глинозем, щебень, пульпу, любые сыпучие и жидкие материалы. Машина представляет собой мощный промышленный пылесос в комплекте с дорожно-подметальной насадкой, и она позволит эффективно и в непрерывном режиме производить очистку всей производственной территории порта.
По поводу же дробилок, которые запретил использовать Росприроднадзор, в пресс-службе порта заявили, что «в целях снижения пыления угля порт отказался от перевалки угля, требующего дробления перед отправкой. Дробильно-сортировочные машины используются исключительно в качестве магнитного сепаратора - для целей улавливания металлических включений в поступающем угле». Также для снижения пыления порт перенес склады угля от 9-го и 11-го причалов на другие участки порта, отдаленные от жилой застройки поселка Ванино.
«К сожалению, от угля возникает пыление - это неизбежное следствие работы любого портового комплекса, имеющего дело с углем. Такая проблема остро стоит в период отрицательных температур»
«Мечел» поможет
Еще 25 января губернатор Хабаровского края Вячеслав Шпорт в ходе рабочей поездки провел встречу с жителями Ванинского района , на которой также присутствовали председатель совета директоров ПАО «Мечел» Игорь Зюзин
. Порт перегружает преимущественно уголь компании «Мечел», которая имеет долгосрочные контракты с потребителями угля в странах АТР, сбои поставок по которым недопустимы и могут привести к потере рынков сбыта. Поэтому «Мечел», как клиент порта, заинтересован в бесперебойной работе и дальнейшей технологической модернизации оборудования и инфраструктуры, заявил на встрече генеральный директор ООО «УК Мечел-Транс», член совета директоров «Порта Ванино» Алексей Лебедев
.
Он также добавил , что «компания имеет большой опыт работы со многими европейскими портами, где уже решали проблему пыления. Компания, совместно с «Портом Ванино» займется проработкой экологических мер и окажет содействие в организации эффективной системы пылеподавления в зимнее и летнее время».
Губернатор же заявил, что контролировать ход исполнения обязательств предприятия по улучшению экологической обстановки будет специальная рабочая группа. «Соблюдение экологических требований – безусловный приоритет для нас. Мы здесь стоим на стороне граждан, процесс будем контролировать и им помогать. Нам нужны здоровые граждане, которые будут помогать извлекать прибыль», - отметил Вячеслав Шпорт. По его словам, в состав группы обязательно войдут представители общественности, правительства края, администрации района, депутаты и руководство порта. «Вместе мы сформируем программу действий по улучшению экологической обстановки, обязательно с финансовым обеспечением. Согласуем документ с компанией «Мечел» и вместе будем следить за его исполнением. На мой взгляд, для составления проекта такой программы достаточно двух недель», - заявил глава региона.
ОНФ: бизнесу нужно повышать свою экологическую ответственность
«Ванинский случай» свидетельствует не только о трудностях диалога между крупным бизнесом и жителями небольшого, но гордого поселка, волею судьбы ставшего для бизнес-гиганта одной из многих отдаленных производственных площадок. Причем, как пишет «Коммерсант» , не критичной: в случае проблем с перегрузкой в порту «Ванино» уголь от «Мечела» может пойти в другие дальневосточные порты, например, в «Посьет».
Но этот случай также показал, что административные рычаги для нарушителей слабы и не всегда срабатывают так, как должно. Не случайно спецпредставитель президента России по вопросам природоохранной деятельности, экологии и транспорта Сергей Иванов не так давно заявил о том , что штрафы для тех предприятий, которые отказываются модернизировать свои производства, возрастут в несколько десятков раз.
Эксперты Центра общественного мониторинга Общероссийского народного фронта (ОНФ) по проблемам экологии и защиты леса заявили , что нынешние штрафы для предприятий, серьезным образом загрязняющих окружающую среду, совершенно не стимулируют их к более ответственному отношению к природе и модернизации оборудования. По словам координатора Центра Владимира Гутенева , «в абсолютном большинстве случаев эти деятели не придают значимости наносимому ими ущербу окружающей среде и всячески пытаются его скрыть, а когда нарушения зафиксированы, предпочитают ограничиваться штрафами, а не устранением причин их возникновения».
При этом, по мнению Гутенева, тема экологической модернизации российских предприятий совершенно не нова и поднималась неоднократно на протяжении последнего десятилетия: «Значительная часть предприятий не только не провела модернизацию, но и не планирует действий в данном направлении. Вместе с этим проблема загрязнения окружающей среды не всегда относится к старым предприятиям, которые функционируют десятки лет. Известны случаи, когда недавно созданные предприятия не уделяют должного внимания экологическим последствиям своей деятельности».
ОНФ выступают за усиление контроля за обязательной модернизацией производств, приносящих экологический вред. «Возможно, под контролем надзорных ведомств сохранение благоприятной окружающей среды для местного населения станет приоритетной производственной задачей», – резюмировал Гутенев.
Кстати, проблема угольной пыли актуальна не только для Ванино. В Youtube уже появился ролик, сделанный в одной из школ Находки (Приморский край), расположенной поблизости с угольным терминалом (вероятно, порта «Восточного»). «Грязь, их не моют, мы должны дышать этим. Сейчас я вам покажу, посмотрите полы, ладно полы, посмотрите сюда. Вы это видите? Этим мы все дышим», - слышится голос ученика. Помимо учебников и тетрадей учащиеся этой школы приносят с собой по пачке салфеток, чтобы протирать парты и стулья. Каждой пачки хватает примерно на пару дней, сообщает телевидение Находки.
Владимир Гутенев: «Значительная часть предприятий не только не провела модернизацию, но и не планирует действий в данном направлении»
Угольная пыль образуется при следующих производственных операциях:
Пыль характеризуется совокупностью свойств, определяющих поведение ее в воздухе, превращения ее в организме, действие на организм. Из различных свойств угольной пыли наибольшее значение имеют химический состав, растворимость, дисперсность, взрывоопасность, форма, электрозаряженность.
Для оценки пыли с гигиенической стороны наиболее важным признаком является концентрация пыли в воздухе, ее дисперсность и удельный вес.
Концентрация пыли - это весовое содержание взвешенной пыли в единице объема воздуха. Концентрацию пыли иногда выражают также в количестве пылинок в единице объема воздуха, и в некоторых зарубежных странах эта величина принята за основной показатель запыленности. Однако, первостепенное значение имеет не число пылинок, а их масса, поэтому был принят весовой метод гигиенической оценки запыленности воздуха как основной. Чем выше концентрация пыли в воздухе, тем большее ее количество за тот же период оседает на кожный покров работающих, попадает на слизистые оболочки и, самое главное, проникает в организм через органы дыхания.
Дисперсность - степень измельчения вещества, что определяет длительность пребывания пыли в воздухе, проникновение в дыхательные пути, сорбционную способность и др. Дисперсность пыли выражается в процентном содержании отдельных фракций пыли по отношению ко всему количеству пылинок. Для гигиенической оценки дисперсности пыли условно принято делить ее на следующие фракции: менее 2 мк, 2-4 мк, 4-6 мк, 6-8 мк, 8-10 мк и более 10 мк.
Дисперсность угольной пыли в 82 - 94% менее 5 мк, что является неблагоприятным фактором, т.к. мелкодисперсная пыль поражает более глубокие отделы дыхательных путей.
Гигиеническое значение удельного веса пыли сводится в основном к скорости ее осаждения: чем выше удельный вес пыли, тем быстрее она оседает и тем быстрее происходит самоочищение воздуха.
Вещественный состав. Качественный состав угольной пыли, как правило, определяется составом угольного пласта, а породной - составом вмещающих пород и породных прослоек. Количественные соотношения компонентов пыли зависят от технологических процессов и крепости пород, подвергающихся истиранию или измельчению. Содержание компонентов в пыли вследствие их различной твердости может быть иным, чем в массиве, однако ввиду сложности отбора проб для анализа их состав с допустимой для практики точностью принимают аналогичным составу породы.
Наиболее важное значение из всех ингредиентов вещественного состава, содержание которых определяет вредность пыли для здоровья, имеет прежде всего свободная, а затем связанная двуокись кремния.
Форма частиц. Угольная пыль состоит из частиц различной неправильной формы - единичных или собранных в агрегаты.
Форма частиц может быть: кубообразная, столбчатая, плитчатая, удлиненно-плитчатая, пластинчатая, удлиненно-пластинчатая.
Преобладание той или иной формы зависит от физико-механических свойств угля (структуры, излома, твердости, хрупкости и др.). Для частиц крупнее 40 мкм основное влияние на форму оказывает микротрещиноватость пласта. Форма более мелких частиц обусловлена физико-механическими свойствами вещества угля.
Угольная частица диаметром 10 мкм, находящаяся на расстоянии 1 м от почвы, достигает ее за 4 мин, тогда как при диаметре 1 мкм - это время составляет 6,7 ч. Таким образом, частицы размером 1-2 мкм практически не оседают.
Электрические свойства. Электрозаряженность - наличие на частицах дисперсной фазы электрических зарядов. Диспергированные в воздушной среде частицы пыли несут на себе определенный электрический заряд. Электризация их наступает в результате адсорбции ионов из газовой среды, трения частиц о различные поверхности или друг о друга. Ввиду существования многих условий электризации в пылевом потоке всегда имеются частицы, несущие положительные и отрицательные заряды. По данным исследований, сразу же после распыления заряжается примерно 90 частиц из 100. В большинстве случаев средний положительный заряд частиц определенного размера равен среднему отрицательному. Индивидуальный заряд частиц возрастает с их размером. При разрушении горных пород это возрастание подчиняется квадратичному закону. У частиц, одинаковых по размеру и вещественному составу, величина заряда определяется диэлектрическими свойствами. В вентиляционном потоке могут преобладать частицы того или иного знака. С течением времени величина заряда снижается, может измениться и его преобладающий знак. Через минуту после распыления в витающей угольной пыли преобладали отрицательно заряженные частицы. Через 4-5 мин знак преобладающего заряда угольных частиц изменился на противоположный.
Взрывчатые свойства. Угольная пыль способна взрываться. Скорость распространения пламени ее взрыва изменяется под воздействием многих факторов от нескольких десятков до сотен метров в секунду, зачастую превышая звуковую. Впереди фронта пламени распространяется мощная ударная волна давлением до 1 МПа.
При взрыве пыли требуются дополнительные затраты энергии для создания пылевого облака взрывчатой концентрации. В производственных условиях такое облако может возникнуть либо в результате интенсивного выделения в воздух пыли при том или ином технологическом процессе, либо в результате поднятия отложившейся пыли под воздействием энергии источника воспламенения.
Основными факторами, влияющими на взрывчатость пыли, являются ее дисперсность и концентрация, выход летучих веществ, зольность и содержание влаги, а также вид источника воспламенения и состав атмосферного воздуха.
Во взрыве принимают участие частицы размером до 1000 мкм. Взрывчатость пыли возрастает с увеличением степени ее дисперсности. По мере удаления от источника образования пыль становится более взрывоопасной, поскольку возрастает степень ее дисперсности.
Факторы, влияющие на взрывчатость угольной пыли:
Температура воспламенения угольной пыли 750 - 850 о С. Скорость взрывной волны 1000 м/сек. Самый сильный взрыв при концентрации 300 - 400 г./м 3 .
Владельцы частных домов, которые отапливаются с использованием твердотопливных котлов, регулярно сталкиваются с одной и той же проблемой – в местах хранения топлива накапливается угольная пыль. Если не очищать помещение, то со временем отходов собирается очень много, поэтому многие начинают задаваться вопросом: можно ли и как топить дом угольной пылью. Опытные истопники утверждают, что такое вполне возможно. Причем, есть два варианта использования пылеобразных отходов.
Простой способ отопления дома с использованием угольной пыли подразумевает ее загрузку в уже растопленный котел. Для этого в топку кладут сухие дрова, разжигают их, когда процесс горения выходит на определенную стадию, загружают уголь крупной фракции. Топливо должно хорошенько разгореться , иначе после загрузки пыли огонь просто погаснет. Если же всыпать угольную взвесь на завершающей стадии данного процесса, то она будет долго тлеть, выделяя при этом достаточное количество тепла.
Каковы же недостатки описанной методики? Об одном из них уже было сказано – если загрузить пыль в котел несвоевременно или в слишком большом количестве, то горение прекратится , а при попытке повторно разжечь огонь можно столкнуться с определенными трудностями. При этом формулы для точного расчета необходимого количества пыли не существует. Тут приходится ориентироваться на внутренний объем топки, максимальную силу тяги в котле и многие другие факторы. То есть определить нужную цифру можно только опытным путем.
Второй недостаток более серьезный. Дело в том, что угольная пыль сама по себе очень взрывоопасна. В осевшем состоянии она не представляет угрозы, но если концентрация взвеси в воздухе достигнет определенных значений, с высокой долей вероятности может произойти взрыв. Разрушительная сила его будет не так велика, но главная опасность в таких ситуациях исходит от возникшего впоследствии пожара. Хозяевам, которые всерьез задумываются над тем, как топить дом угольной пылью, следует всегда помнить об этом свойстве измельченного топлива.
Именно попытка устранить пожарную опасность, возникающую в связи с использованием сухой угольной пыли, привели к появлению второго метода отопления с ее помощью. В этом случае сначала готовят особую смесь, чем-то напоминающую топливные брикеты . Нечего сложного в этой технологии нет и, в принципе, каждый может освоить ее в домашних условиях.
Итак, для приготовления топливной смеси берут одинаковое количество угольной пыли и мелких древесных опилок, соединяют их, доливают воду и перемешивают до получения однородной массы. Главный секрет здесь – правильно определить необходимое количество воды, при добавлении которой ориентируются на консистенцию смеси. Она должна напоминать слишком густую штукатурку, быть слегка влажной и в процессе перемешивания схватываться плотными комками.
Как топить дом угольной пылью, точнее смесью на ее основе? Для начала в котел загружают дрова, полностью заполняя объем топки. Для этой цели желательно отбирать древесину с плотной структурой , которая при горении дает хорошие угли, а не рассыпается в мелкую золу. После того, как дрова разгорятся, выжидают 10-15 минут, чтобы во внутреннем объеме котла установился подходящий температурный режим. Далее, горящие поленья тщательно разравнивают с помощью кочерги и сверху горкой выкладывают подготовленную смесь.
Поскольку угольно-опилочная смесь обладает высокой влажностью, сразу после ее загрузки температура в котле резко понизится. Поэтому необходимо открыть полную тягу, а по возможности в нижнее поддувало направить сильный поток воздуха. Для этого можно использовать обычный небольшой вентилятор. Его выключают, как только процесс горения восстановится, и температура медленно пойдет вверх. Одновременно прикрывают шибер воздуховода.
Смесь из угольной пыли и опилок будет не столько гореть, сколько активно тлеть. Процесс этот может продолжаться до 5 часов – все зависит от режима воздухообмена в котле. Опыт показывает, что тепловой энергии, которая выделяется при полном сгорании 15 литров смеси, достаточно для обогрева дома площадью 100-120 кв. метров на протяжении 10-12 часов. Таким образом, описанную выше процедуру придется повторять дважды в день.
Итак, если вы всерьез задумались над тем, как топить дом угольной пылью, то у вас есть два пути. В первом случае вы просто засыпаете пыль в котел, где уже горит уголь крупной фракции. При этом очень важно определить оптимальное количество пылевидного топлив, а также не допускать перехода пыли во взвешенное состояние, поскольку это чревато ее взрывом со всеми вытекающими. Второй способ посложнее – пыль смешивают с древесными опилками и, постепенно вливая воду, добиваются нужной консистенции смеси, которую затем загружают в котел поверх горящих дров. Такой метод требует предварительной подготовки, но при этом он более безопасен и эффективен.
Данилов Александр Геннадьевич
Инженер-эксперт ООО "ГорМаш-ЮЛ", эксперт Единой системы оценки соответствия в угольной промышленности.
Соавторы: Грачев Эдуард Александрович – эксперт Единой системы оценки соответствия в угольной промышленности;
Кульчицкий Станислав Владимирович – эксперт Единой системы оценки соответствия в угольной промышленности;
Галиев Марат Гаптуллович – эксперт Единой системы оценки соответствия в угольной промышленности.
Взрываемость угольной пыли определяется физико-химическими свойствами разрабатываемого шахтопласта и горнотехническими условиями, при которых возможно протекание взрыва.
К физико-химическим свойствам относятся: стадия метаморфизма угля, количественно выражаемая выходом летучих веществ, содержание золы и влаги в угле, дисперсность витающей и отложившейся угольной пыли. К горнотехническим условиям относятся: концентрация взвешенной и отложившейся угольной пыли в горной выработке, источник воспламенения, содержание метана в атмосфере.
Степень влияния перечисленных факторов на взрываемость угольной пыли различна.
Влияние летучих веществ.
Общепризнано, по данным исследований научно-исследовательских институтов МакНИИ, ВостНИИ и др. что с ростом летучих веществ (Vcdaf) взрываемость угольной пыли возрастает, и существует предельное значение выхода летучих, при котором пыль перестает взрываться. При Vcdaf ≤ 6% - уголь неопасен по взрывам пыли, при увеличении выхода летучих частота появления невзрывчатых проб снижается, а при Vcdaf ≥ 15% угольный пласт соответственно является опасным по взрывам пыли. Для углей с Vcdaf >30% нижний предел взрываемости угольной пыли растет незначительно и практически остается постоянным. В качестве показателя взрываемости угольной пыли в отдельных странах приняты различные значения выхода летучих веществ. Например, в Великобритании предельный выход летучих веществ, определяющий взрываемость угольной пыли, составляет 20%. В Польше, Чехии и Бельгии опасными по взрыву пыли считаются пласты угля с выходом летучих более 12-14%. Во Франции взрываемость угольной пыли для каждого шахтопласта определяется лабораторными испытаниями независимо от выхода летучих веществ. В Российской Федерации согласно действующим ФНиП в области промышленой безопасности «Правил безопасности в угольных шахтах» к опасным по взрыву пыли относятся пласты угля с выходом летучих веществ 15 % и более, а также пласты угля (кроме антрацитов) с меньшим выходом летучих, взрывчатость пыли которых установлена лабораторными исследованиями и испытаниями угольной пыли на взрывчатость. Это обосновано систематическим анализом данных испытаний угольной пыли на взрываемость, результаты которого показаны на рис.1. Из графика видно, что при Vcdaf≤ 6%, все испытанные пробы угольной пыли невзрывчаты. При увеличении выхода летучих веществ частота появления незврывчатых проб снижается, а при Vcdaf=15% и более, все испытанные пробы угольной пыли оказались взрывчатыми.
Рис.1. Зависимость частоты n появления невзрывчатой угольной пыли от выхода летучих веществ Vcdaf.
На основании ранее проведенных исследований, как у нас, так и за рубежом, можно сделать вывод о том, что угольная пыль шахтопластов с выходом летучих веществ 6 % и менее по принятым методикам испытаний является невзрывчатой. Однако выход летучих веществ не всегда является однозначным показателем взрываемости угольной пыли. Причина - различие химического состава летучих веществ. Исследования химического состава продуктов термического разложения угля показали, что основными компонентами летучих веществ, обусловливающими взрываемость угольной пыли, являются смолистые вещества и непредельные углеводороды на том основании, что смолы начинают выделяться при более низких температурах, а непредельные углеводороды имеют низкий концентрационный предел взрываемости. Влияние остальных компонентов летучих веществ имеет второстепенное значение. Однако какая-либо количественная зависимость взрываемости пыли от выхода этих компонентов не установлена и не дано объяснение факту взрываемости угольной пыли с выходом летучих веществ менее 10 %, которые практически не содержат смолистых веществ.
Исходя из представлений о структуре угольного вещества, при термическом воздействии на пылеугольные частицы в первую очередь открываются наиболее удаленные от центрального ядра цепи боковых групп молекул. При этом из продуктов термического пиролиза, синтеза и остатков боковых групп образуются газообразные, жидкие и твердые вещества. Газообразные продукты представляют собой смесь газов, состоящую из СО2; СО; Н2; СН4; С2Н6,и др. Учитывая то, что процесс взрыва угольной пыли протекает быстро, за время подготовки к нему частицы пылевого облака прогреваются до температуры значительно меньшей, чем температура источника воспламенения (фронта пламени). Пиролиз пыли происходит в низкотемпературном режиме, а газообразные продукты характеризуются высоким содержанием метана, его гомологов и непредельных углеводородов. Последнее дает возможность считать, что основной компонент газообразных продуктов пиролиза, определяющий взрываемость угольной пыли, - метан (СН4)Это подтверждается и тем, что с увеличением выхода летучих веществ содержание СН4 в продуктах пиролиза растет (рис. 2.).
Рис.2. Зависимость содержания метана в газообразных выработках продуктах пиролиза углей V от выхода летучих веществ Vcdaf.
Для углей с выходом летучих веществ до 30% прослеживается строгая закономерность между содержанием метана в продуктах пиролиза и степенью взрываемости пыли, что используется для соответствующей классификации угольных пластов.
Наличие в атмосфере горючих газов. Так при наличии в выработке метана, нижний концентрационный предел взрываемости угольной пыли снижается и определяется по следующей эмпирической формуле: δмпв = δотл exp (-0,69 ССН4), (например, при СН4=0%, нижний предел взрываемости пыли 40 г/м3; при СН4=0,5% - 30 г/м3; при СН4=2% - 10 г/м3).
Влияние негорючих веществ и влаги.
Минеральные негорючие вещества являются составляющими углей и по своему происхождению могут быть разделены на две группы, одна из которых представляет золу внутреннюю, или конституционную, и вторая - внешнюю. Конституционная зола характеризуется тем, что негорючие вещества химически связаны с угольным веществом, равномерно распределены в угле, а следовательно, и в пыли. Ее содержание невелико и обычно не превышает 2%.. Содержание внешней золы в основном определяется технологией добычи угля. Зола как инертная добавка снижает взрываемоеть угольной пыли из-за экранирующего действия и затрат тепла на ее нагрев, тем самым, уменьшая тепловой баланс системы. Кроме того, негорючие твердые вещества в смеси с угольной пылью, находясь в состоянии аэрозоля, разжижают концентрацию взрывчатых частиц и на стадии термического пиролиза способствуют обрыву реакционных цепей. Указанные свойства негорючих веществ обусловили применение инертной пыли для предупреждения и локализации взрывов угольной пыли.
На взрываемоеть угольной пыли оказывает влияние и вещественный состав негорючих компонентов. Например, если они представлены карбонатами, то при нагревании до 1073К и более из них выделяется значительное количество (12-15% об.) углекислого газа, примесь которого в продуктах пиролиза повышает концентрационный предел взрываемости горючих газов.
Влияние содержания негорючих веществ на взрываемоеть пыли пластов различной стадии метаморфизма сказывается неодинаково. Для угольной пыли с выходом летучих веществ менее 15 % влияние содержания негорючих компонентов сказывается значительнее, чем это имеет место при большем выходе летучих веществ. Исследованиями МакНИИ установлено, что взрываемоеть угольной пыли с выходом летучих веществ менее 15 % существенно снижается при содержании золы 20-30%. В ряде случаев такого содержания золы бывает достаточно, чтобы полностью нейтрализовать взрываемоеть пыли. С увеличением выхода летучих веществ более 15% степень влияния естественной зольности уменьшается. При выходе летучих веществ более 30% естественная зольность не оказывает влияния на взрываемость угольной пыли.
Присутствующая в угле влага проявляет себя двояко. С одной стороны, она действует как инертная добавка, с другой - как фактор, способствующий аутогезии мелких частиц, ведущей к уменьшению удельной поверхности пыли и, следовательно, к снижению ее взрываемости. В силу большой удельной теплоемкости и теплоты испарения она при равной массе поглощает в 4,5-5 раз больше тепла, чем инертная пыль. Содержание естественной влаги в угле незначительно и не оказывает заметного влияния на взрываемость угольной пыли. Но если отложившаяся пыль увлажнена до 12% и более, то она не способна переходить во взвешенное состояние; и создавать взрывоопасные концентрации. При влажности 20-25%, пыль, как правило, не взрывается.
Влияние дисперсного состава пыли.
Многочисленными исследованиями установлено, что степень дисперсности является существенным фактором, определяющим взрываемость угольной пыли. Во взрыве пыли принимают участие частицы разных размеров меньше 1000 мкм, причем взрываемость угольной пыли с увеличением дисперсности растет.
Влияние дисперсного состава угольной пыли на ее взрываемость, подробно изучалось в МакНИИ. Исследования проводились в лабораторных приборах с пылями шахтопластов различной стадии метаморфизма следующих фракций: 600-300; 300-150; 150-75; 75-50; 50-30; 30-10 и менее 10 мкм, а для угля с высоким выходом летучих веществ (Vcdaf = 40,5%) менее 5 мкм.
На рис. 3 показана зависимость давления (Р), развиваемого при взрыве угольной пыли от среднего размера ее частиц (d).
В качестве показателя взрываемости принято удельное давление, развиваемое при взрыве пыли в замкнутом объеме. В двух случаях наблюдалось снижение показателя взрываемости для фракции менее 10 мкм. Причина снижения этого показателя для высокодисперсной пыли - аутогезия, происходящая тем эффективнее, чем мельче пыль. Это было доказано с помощью небольшой добавки пыли крупной фракции, резко снижающей аутогезию, но практически не изменяющей суммарную удельную поверхность. В результате такой добавки достигалось значительное повышение взрываемости пыли фракции менее 10 мкм.
Заслуживают внимания исследования, выполненные в Польше. В экспериментальной шахте им изучалась взрываемость пылей одного и того же пласта с содержанием в одной 85 % частиц размером менее 75 мкм и в другой 96,3 % частиц размером менее 15 мкм. Для первой пыли на нейтрализацию ее взрываемости потребовалась добавка инертной пыли, равная 4 кг на 1 кг угольной, для второй - 6,7 кг. По результатам данной работы и других исследований было установлено, что во взрыве принимают участие частицы размером менее 1000мкм, наиболее высокими взрывчатыми свойствами обладает тонкодисперсная угольная пыль с размерами частиц 60-100мкм, т.е. пыль, проходящая через сито №80, наиболее высокими взрывчатыми свойствами обладает угольная пыль с размером частиц 45мкм.
На основании вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что взрываемость угольной пыли растет с увеличением дисперсности, поэтому угольная пыль в горных выработках шахты по мере удаления от источника пылеобразования потенциально более взрывоопасна.
Количество взвешенной пыли. Взвешенная в воздухе пыль называется пылевым аэрозолем. При очень большой степени запыленности расстояние между отдельными пылинками очень мало, и пыль невзрывоопасна. Увеличивая расстояние между пылинками, мы достигаем такого момента, когда воспламенение и взрыв еще возможны, это называется верхним пределом взрываемости. Дальнейшее увеличение расстояния между частицами до тех пор, пока взрыв становится невозможным, приводит к так называемому нижнему пределу взрываемости. Наиболее разрушительным действием обладает взрыв пылевоздушной смеси, содержащей 300 г пыли в 1м3 воздуха. Для самой опасной угольной пыли нижний концентрационный предел взрываемости равен 10г/м3.
Химический и минеральный состав пыли. Пыль, при содержании в ней негорючих компонентов от 60-70% не взрывчата.
Список использованной литературы:
Одной из основных ошибок, допускаемых при эксплуатации стандартного угольного котла, является использование некачественного топлива. Существует одно единственное правило, которым необходимо пользоваться неукоснительно при выборе топлива для котла – это выбор угля именно тех характеристик, что указаны в технической документации. Иначе работа устройства может быть не только непродуктивной, но и небезопасной.
Зачастую перед владельцами отопительных котлов встаёт вопрос о применении угольной пыли. Необходимо знать, что далеко не каждый прибор рассчитан на эксплуатацию подобного типа. Для начала следует изучить параметры устройства, лишь после этого, с особенной ответственностью подойти к выбору горючего материала по его составу, фракции, марке.
Угольная пыль может отличаться не только составом, но и техническими характеристиками – температурой горения, КПД, теплоотдачей. Разумеется, все перечисленные данные напрямую зависят от вида самого продукта. На сегодняшний день наиболее распространёнными вариантами топлива являются следующие: лигнит, каменный, древесный, бурый уголь, антрацит. У каждого из них свои параметры влажности, зольного остатка, содержания углерода, плотности, теплотворности. Сжигание горючего материала разных производителей и состава может давать совершенно различные результаты обогрева.
Рассматривая подробно вопрос о том, как топить угольной пылью, необходимо в первую очередь отметить, что высокое содержание её частиц в воздухе взрывоопасно.
Первым и наиболее распространённым является использование специального устройства – горелки, куда подача угля осуществляется под давлением. При этом сжигание происходит при непрерывном воздушном потоке.
Вторым способом является розжиг котла более традиционным способом – древесиной и углём крупной фракции, лишь после этогозасыпается пыль. В данном случае следует избегать высокой концентрации элементов горючего.
Третий способ растопки котла – самостоятельное производство брикетов. Для этого топливо смешивают с древесными опилками, соблюдая пропорции 1/1. Добавляют воду, а после тщательно перемешивают, раствор должен напоминать смесь для штукатурки. Из полученной массы формируют небольшие брикеты, которые сушат на открытом воздухе.
Разумеется, наименее опасным способом горения угольной пыли в котле является использование специального устройства.
Не самый лучший вариант. Влажность большая - плохо будут гореть
Отопление жилого помещения посредством угля различной формы имеет ряд преимуществ.
Во-первых, это прекрасные характеристики: высокие свойства теплоотдачи, длительное время прогорания. В среднем, одной закладки хватает на 10-12 часов отопления.
Во-вторых, большой выбор различных марок, отличающихся составом и плотностью. При выборе смеси стоит особое внимание уделить коэффициенту влажности: чем он меньше, тем проще использовать материал при эксплуатации.
Как правило, производители указывают на упаковке характеристики, а также инструкцию, как сжечь угольную пыль в различных условиях – домашнем отопительном котле, производственной печи и т.д.
У нас Вы можете купить угольную пыль по выгодной цене. Мы гарантируем отличное качество и индивидуальное обслуживание каждого клиента.
