Оценка потенциальной опасности углей и отходов их переработки на угольных месторождениях Приаргунской группы Забайкальского края

Обеспечение экологической безопасности углей и отходов их переработки, связанной, в том числе, с содержанием в них естественных радионуклидов, является одной из самых актуальных научных проблем для регионов, на территориях которых располагаются месторождения или рудопроявления природного урана. Именно к таким регионам относится Забайкальский край, на юге которого располагается Стрельцовская рудоносная площадь, в непосредственной близости к которой прилегают множественные угольные месторождения и углепроявления. Для подготовки технических решений, касающихся разработки этих месторождений, необходим комплекс специальных исследований, который должен включать в себя изучение радиоактивных элементов в угольных пластах в естественном залегании, включая прогноз повышенных содержаний радиоактивных элементов по месторождениям; детальное изучение выделенных месторождений на предмет радиоактивности углей; разработку системы выемки и управления потоком углей с повышенным содержанием радиоактивных элементов; контроль радиоактивных элементов в отходах угольных электростанций (зола и шлак) и малых котельных, работающих на угле; мониторинг окружающей среды при отработке и использовании углей с повышенным содержанием естественных радионуклидов; разработку технологических условий и руководящих документов, регламентирующих этот процесс, разработку технологических методик экологически безопасного и ресурсосберегающего освоения таких месторождений. Представлены результаты исследований, выполненных научным коллективом горного факультета Забайкальского университета на Южно-Аргунской угленосной площади с 2018 по 2022 гг. в рамках грантов РФФИ и РНФ, а также продолжающиеся в настоящее время при поддержке гранта РНФ, проект № 24-27-20029. Выполнение комплекса исследований, заявленного в проектах, позволило на первых двух этапах произвести необходимые замеры и опробования, разработать цифровые каркасные и блочные модели угольных пластов и отвалов/котлованов с размещенными в них золошлаковыми отходами, установить коэффициент связи (Кс), который показывает зависимость показателя суммарной удельной эффективной активности ЕРН (Аэфф), Бк/кг, от зольности (Ad), %, углей, предназначенных для сжигания в котлах тепловых электростанций, и на этой основе предложить методику экологически безопасной отработки угольных месторождений с повышенным содержанием естественных радионуклидов.

Сидорова Г. П., Маниковский П. М., Якимов А. А., Овчаренко Н. В. Оценка потенциальной опасности углей и отходов их переработки на угольных месторождениях Приаргунской группы Забайкальского края // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 12. – С. 62–77. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_12_0_62.

Исследования выполнены за счет гранта Российского научного фонда № 24-27-20029. https://rscf.ru/project/24-27-20029.

Сидорова Галина Петровна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: druja@inbox.ru,
Маниковский Павел Михайлович¹ — канд. техн. наук, старший преподаватель, e-mail: manikovskiypm@yandex.ru,
Якимов Алексей Алексеевич¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: yaa76@yandex.ru,
Овчаренко Наталья Валерьевна¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: nataovharenko@mail.ru,
¹ Забайкальский государственный университет.

Сидорова Г.П., e-mail: druja@inbox.ru.

1. Выпханова Г. В. Правовые проблемы обеспечения экологической и энергетической безопасности угольной отрасли // Вестник Университета имени О.Е. Кутафина (МГЮА). — 2020. — № 3. — С. 66—76. DOI: 10.17803/2311-5998.2020.67.3.066-076.

2. Кузьмин В. Р. Технология оценки загрязнений окружающей среды объектами энергетики с применением информационно-вычислительной системы WICS // Информационные и математические технологии в науке и управлении. — 2023. — № 1. — С. 111—122. DOI: 10.38028/ ESI.2023.29.1.010.

3. Такайшвили Л. Н. Уголь восточных регионов России в топливоснабжении электростанций // Энергетическая политика. — 2023. — № 3. — C. 24—35. DOI: 10.46920/2409-5516_2023_3181_24.

4. Новоселов С. В. Проблема оценки техногенного воздействия на экологию странами — лидерами по производству и потреблению энергии // Уголь. — 2020. — № 2. — С. 48—50. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-2-48-50.

5. Юдович Я. Э., Кетрис М. П. Токсичные элементы-примеси в ископаемых углях: Монография. — Екатеринбург: УрО РАН, 2005. — 648 с.

6. Adwek G., Boxiong Sh., Dongrui K., Yang J., Luo J. Emission control strategies of hazardous trace elements from coal-fired power plants in China // Journal of Environmental Sciences. 2020, vol. 93, pp. 66—90. DOI: 10.1016/j.jes.2020.02.025.

7. Schneider L., Neil R. L., Lintern A., Sinclair D., Zawadzki A., Holley C., Aquino-López M. A., Haberle S. Assessing environmental contamination from metal emission and relevant regulations in major areas of coal mining and electricity generation in Australia // Science of The Total Environment. 2020, vol. 728, pp. 137—398. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.137398.

8. Молев М. Д., Масленников С. А., Занина И. А. Экологическая безопасность угледобывающих регионов: Mонография. — Шахты, 2018. — 115 с.

9. Кантемиров В. Д., Титов Р. С., Яковлев А. М. Возможности компьютерного моделирования для решения вопросов управления качеством минерального сырья // Проблемы недропользования. — 2016. — № 4. — С. 170—176. DOI: 10.18454/2313-1586.2016.04.170.

10. Орлов П. М., Сычев В. Г., Аканова Н. И. Естественные радионуклиды в почвах России и фосфатных рудах планеты // Международный сельскохозяйственный журнал. — 2020. — № 4(376). — С. 62—68. DOI: 10.24411/2587-6740-2020-14074.

11. Маниковский П. М. Управление качеством углей по критерию их опасности с использованием цифровых моделей полезного ископаемого на Кутинском буроугольном месторождении // Вестник Забайкальского государственного университета. — 2023. — Т. 29. — № 2. — C. 8—23. DOI: 10.2109/2227-9245-2023-29-2-8-23.

12. Маниковский П. М., Васютич Л. А., Сидорова Г. П. Методика моделирования рудных месторождений в ГГИС // Вестник Забайкальского государственного университета. — 2021. — Т. 27. — № 2. — С. 6—14. DOI: 10.21209/2227-9245-2021-27-2-6-14.

13. Кантемиров В. Д., Яковлев А. М., Титов Р. С. Геоинформационные технологии блочного моделирования для оценки качественных показателей полезных ископаемых в условиях переходных процессов горного производства // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. — 2021. — № 1. — С. 38—47. DOI: 10.37102/0869-7698_2021_215_01_03.

14. Маниковский П. М. Блочная модель как основа метода геоэкологического картирования угольных месторождений по критерию радиационной опасности (на примере Кутинского буроугольного месторождения): автореф. дис. канд. техн. наук. — М.: НИТУ МИСИС, 2023. — 25 с.

15. Юдович Я. Э., Кетрис М. П. Уран в углях. — Сыктывкар, 2001. — 79 с.

16. Басаргин А. А. Моделирование месторождений рудных полезных ископаемых с использованием геоинформационной системы Micromine // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2016. — Т. 1. — № 2. — С. 151—155.

17. Feng G., Bai J., Zhang Y. Basic theories and key technologies of rock strata control for residual coal resources mining under complex conditions // Meitan Kexun Jishu. 2020, vol. 48, no. 1, pp. 144—149. DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.XR20.1869.

18. Кантемиров В. Д., Яковлев А. М., Титов Р. С. Оценка качественных показателей полезных ископаемых с использованием геоинформационных технологий блочного моделирования // Геоинформатика. — 2020. — № 3. — С. 29—37. DOI: 10.47148/1609-364X-2020-3-29-37.

19. Закревский К. Е., Попов В. Л. История развития трехмерного геологического моделирования как метода изучения залежей нефти и газа // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2021. — № 5. — С. 89—100. DOI: 10.18799/24131830/2021/05/3188.

20. Daia S., Finkelman R. B. Coal as a promising source of critical elements: progress and future prospects // International Journal of Coal Geology. 2018, vol. 186, pp. 155—164. DOI: 10.1016/j. coal.2017.06.005.