№73-21
Визначення площ контакту зовнішніх поверхонь й об’ємів пористого простору масиву металургійних шлаків при оцінюванні їх екологічної небезпеки
В.Є. Колесник1, Ю.В. Бучавий1, К.В. Лясов1
1 Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2023, 73:229-239
https://doi.org/10.33271/crpnmu/73.229
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Визначення площ контакту зовнішніх поверхонь складованого або відсипаного як ґрунтовий баласт металургійного шлаку, а також об’ємів пористого простору в його масиві, необхідних для достовірної оцінки емісії екологічно небезпечних речовин зі шлаку в атмосферне повітрям та стічну воду із застосуванням спеціалізованої ГІС.
Методика дослідження передбачала наукове обґрунтування алгоритмів оцінювання площ контакту чи об’ємів пористого простору шлаку з деталізацією його рельєфу на макрорівні, достатньому для визначення емісії екологічно небезпечних забруднювачів як з зовнішньої поверхні насипного шлаку в атмосферу, так і з його масиву в стік.
Результати дослідження. Проаналізовано особливості рельєфу зовнішньої поверхні та об’ємів пористого простору масивускладованих у відвал або відсипаних як ґрунтовий баласт металургійних шлаків, що впливають на обсяги їх контактута взаємодії з атмосферним повітрям і водою опадів, з урахуванням показників гранулометричного складу і пористості матеріалу насипного шлакута його зсувонебезпеки.Оцінено кратність перевищення площі рельєфної поверхні шлаку над його геометричною (топологічною) поверхнею. Формалізовано алгоритми встановлення об’ємів масиву шлаку та води опадів, що потрапить в його пористий простір, утворюючи стік.
Наукова новизна. Доведено, що при дистанційному визначенні площі зовнішньої поверхні насипного шлаку, в тому числі й гранульованого, на макрорівні доцільно вважати її складеною або з пів-кульок (для шматків чи гранул округлої форми), або з правильних пірамідок (для незграбних шматків шлаку), причому незалежно від їх розмірів оцінна межа кратності перевищення площі рельєфної поверхні над геометричною (топологічною) становитиме відповідно або 2, або 1,73 при середньому значенні 1,86±0,13. Для визначення об’ємів масиву шлаку та води опадів, що потрапить в його пористий простір, утворюючи відвальний стік, запропоновано показник відносної (питомої) інтенсивність опадів, який характеризує співвідношення фактичного об’єму води опадів, що надходить в кубометр насипного шлаку з об’ємом пор-порожнин в ньому, та відповідно визначає об’єм шлаку, що забезпечує емісію забруднювачів у стік під час контакту води з матеріалом шлаку.
Практичне значення. Урахування отриманих результатів стосовно площ контакту зовнішніх поверхонь та об’ємів пористого простору масиву насипних металургійних шлаків дозволить підвищити достовірність оцінювання емісії забруднювачів в атмосферне повітря і стічну воду та ступеня екологічної небезпеки шлаку для довкілля, що пропонується реалізовувати в спеціалізованій ГІС контролю і управління металургійними шлаковими відходами.
Ключові слова: екологічна небезпека металургійних шлаків; контактні поверхні шлаку з атмосферою і водою опадів; площарельєфної поверхні насипного шлаку; пористість масиву шлаку.
Перелік посилань
1. Bondar, O., Ryzhenko, N., & Saliy, I. (2020). Storage of metallurgical enterprises slags: environmental impact assessment and environmentally friendly management. Ecological Sciences, 3(30), 83–91.
https://doi.org/10.32846/2306-9716/2020.eco.3-30.14
2. Kolesnik, V., Buchavyi, Y., & Liasov, K. (2021). Systematization and selection of ecologically significant characteristics and indicators of metallurgical slags to the knowledge base of specialized GIS. Collection of Research Papers of the National Mining University, 64, 122–137.
https://doi.org/10.33271/crpnmu/64.122
3. Спільник, Н. (2015). Негативний вплив шлаків на навколишнє середовище. EducationandScience.
4. Макарова, В. (2012). Вплив шлакових відвалів на стан навколишнього природнього середовища Дніпропетровського району. EducationandScience.
5. Крюковська, Л. І. (2019). Підвищення рівня екологічної безпеки у дорожньому будівництві шляхом використання металургійних шлаків (дис. канд. техн. наук). Національний авіаційний університет.
6. Крюковська, Л., & Скорченко, В. (2004). Методи дослідження технічних характеристик шлаків для дорожнього будівництва. Проблема утилізації відходів: праці міжнародної науково-технічної конференції (с. 116). Знання.
7. Kovrov, O., Kolesnyk, V., & Buchavyi, Y. (2020). The issue of increasing the efficiency of mining on sloping layers. Collection of Research Papers of the National Mining University, 61, 66–77.
https://doi.org/10.33271/crpnmu/61.066
8. Kovrov, O., Kolesnik, V., & Buchavyi, Y. (2018). Evaluation of the influence of climatic and geomorphological factors on landslides development. Environmental safety and natural resources, 25(1), 52–63.
https://doi.org/10.32347/2411-4049.2018.1.52-63
