Анализ и оптимизация методов расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу стационарными источниками добывающей промышленности

В Российской Федерации для оценки выбросов загрязняющих веществ допускается использование методик, входящих в перечень одобренных Министерством природных ресурсов и экологии. Проведен анализ некоторых внесенных в перечень методик расчета выбросов (вредных) загрязняющих веществ в результате проведения буровзрывных работ при добыче полезных ископаемых. Полученные результаты оценки сопоставлены с некоторыми опубликованными результатами экспериментальных исследований продуктов взрыва ряда промышленных взрывчатых составов отечественных и зарубежных ученых. Выявлены и проанализированы отклонения результатов расчетных методов от экспериментально полученных значений. Проанализированы изменения содержания основных газообразных продуктов взрыва в зависимости от прошедшего времени с момента взрыва. Показана важность учета прошедшего с момента взрыва времени при отборе проб газовых продуктов взрыва. По результатам исследования динамики изменений содержания оксидов азота в атмосферном воздухе после проведения взрывных работ с учетом реакций их обращения в атмосферном воздухе предложено несколько подходов для учета фактических выбросов. Полноценный учет образующихся оксидов азота предлагается вести посредством расчета исходного выброса диоксида азота на основе динамики его преобразования или учета дополнительного компонента выброса – азотной кислоты.

Чукарева А. А., Михеев Д. И. Анализ и оптимизация методов расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу стационарными источниками добывающей промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 3. – С. 95–107. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_3_0_95.

Чукарева Анна Анатольевна¹ — аспирант, e-mail: ania.tchuckarewa@yandex.ru,
Михеев Денис Иголевич¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: mikheev.d.i@muctr.ru,
¹ Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева).

Чукарева А.А., e-mail: ania.tchuckarewa@yandex.ru.

1. Banasiewicz A. Analysis of historical changes in the limit value of nitrogen oxides concentrations for underground mining // IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 2021, vol. 684, no. 1, article 012018. DOI: 10.1088/1755-1315/684/1/012018.

2. Rowland J., Mainiero R., Donald A. Jr. Factors affecting fumes production of an emulsion and ANFO / Emulsion blends / Proceedings of the 27th Annual Conference on Explosives and Blasting Technique, vol. 2, Cleveland, 2001, pp. 133—141.

3. Hartami P. N., Maulana Y., Purwiyono T. T., Tuheteru E. J., Kusumo D. H., Putra D., Burhannudinnur M. An analysis of blasthole condition towards // Toxic Fumes Generation from Blasting Activities in Surface Mine. 2023, vol. 1175, no. 1, article 012003. DOI: 10.1088/1755-1315/1175/1/012003.

4. Гагауз Ф. Г., Дребница А. В. Состав и количество ядовитых газов при взрывных работах в подземных горных выработках // Взрывное дело. — 1970. — № 68/25. — C. 19—23.

5. Козырев С. А., Власова Е. А., Соколов А. В., Пугачев С. С., Михайлов А. Л. Экспериментальное определение газовой вредности современных промышленных ВВ // Безопасность труда в промышленности. — 2008. — № 2. — С. 40—43.

6. Доманов В. П., Варнаков Ю. В., Батраков Д. Н., Плешаков К. А., Варнаков К. Ю. Исследования газовой вредности взрывчатых веществ, предназначенных для формирования скважинных зарядов // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2012. — № 2. — С. 51—57.

7. Чукарева А. А., Михеев Д. И. Сравнительный анализ методик расчета выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух стационарными источниками добывающей промышленности / V Международная научно-практическая конференция молодых ученых по проблемам техносферной безопасности: материалы конференции. — М.: РХТУ, 2022. — С. 145—149.

8. Варнаков Ю. В. Разработка методов оценки безопасности и эффективности взрывчатых веществ для открытых горных работ: автореферат дис. кандидата технических наук: 05.26.01. Кемерово, 2000. — 23 с.

9. Persson G., Persson P. A. Estimation of toxic fume characteristics of explosives from steel tube blasting // Propellants and Explosives. 1980, vol. 5, pp. 75—78.

10. Oluwoye I., Dlugogorski B. Z., Gore J., Oskierski H. C., Altarawneh M. Atmospheric emission of NOx from mining explosives. A critical review // Atmospheric Environment. 2017, vol. 167, pp. 81—96. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2017.08.006.

11. Sapko M., Rowland J., Mainiero R., Zlochower I. Chemical and physical factors that influence NOx production during blasting: Exploratory Study / Proceedings of 28th Annual Conference on Explosives and Blasting Technique. Cleveland, 2002.

12. Wieland M. S. Work-principle model for predicting toxic fumes of nonideal explosives // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 2004, vol. 29, pp. 236—243.

13. Azarkovich A. E., Bolkhovitinov L. G., Pernik L. M. Possibility of minimizing generation of nitrogen oxides in blasting of ammonium nitrate explosives // Journal of Mining Science. 1995, vol. 31, pp. 147—151.

14. Katsabanis P. D., Taylor K. Toxicity of blasting fumes as a function of time after blasting / Rock Fragmentation by Blasting. CRC Press, 2013, pp. 503—510. DOI: 10.1201/b13759-66.

15. Султанов Е. В. Метод оценки выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду при применении промышленных взрывчатых веществ // Химическая промышленность сегодня. — 2023. — № 4. — C. 30—36.

16. Suceska M., Tumara B. S., Skrlec V., Stankovic S. Prediction of concentration of toxic gases produced by detonation of commercial explosives by thermochemical equilibrium calculations // Defence Technology. 2022, vol. 18, pp. 2181—2189. DOI: 10.1016/j.dt.2021.10.011.

17. Акинин Н. И., Гармашов А. С., Михеев Д. И. Оценка экотоксичности продуктов взрыва промышленных взрывчатых веществ // Безопасность труда в промышленности. — 2021. — № 2. — C. 36—40. DOI: 10.24000/0409-2961-2021-2-36-40.

18. Wojtas J., Bogdanowicz R., Kamienska Duda A., Pietrzyk B., Sobaszek M., Prasuła P., Dettlaff A., Achtenberg K. Fast-response optoelectronic detection of explosives' residues from the nitroaromatic compounds detonation: field studies approach // Measurement. 2020, vol. 162. DOI: 10.1016/j. measurement.2020.107925.

19. Султанов Е. В., Булушев Д. А., Акинин Н. И. Количественное определение газовой вредности и содержания оксидов азота (II) в продуктах взрыва модельных промышленных составов на основе аммиачной селитры / V Международная научно-практическая конференция молодых ученых по проблемам техносферной безопасности. Материалы конференции. — М.: РХТУ, 2022. — С. 137—142.

20. Zawadzka-Małota I. Testing of mining explosives with regard to the content of carbon oxides and nitrogen oxides in their detonation products // Journal of Sustainable Mining. 2015, vol. 14, pp. 173—178. DOI: 10.1016/j.jsm.2015.12.003.