В журнал "ЭкоГрад" поступила статья от учёного из ЛНР Александра Ефименко, в которой рассматривается ряд инновационных предложений по обеспечению энергетической безопасности ДНР и ЛНР, Статья предлагается к широкому обсуждению

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ  НЕЗАВИСИМОСТЬ ДОНБАССА 

А.А. Ефименко, СОАО им. акад. БССР Я.М. Паушкина, г. Красный Луч, ЛНР,

Д.А. Макеева, Д.А. Козырь, В.А. Волкова ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет» г. Донецк, ДНР

Неотъемлемой частью системы государственной безопасности Донбасса является система экологической и энергетической безопасности предприятий. Одной из первоочередных задач для повышения социально-экономической эффективности устойчивого развития Республик в Донбассе является восстановление экономики и создание новых рабочих мест и вакансий. Для реализации этой программы необходимы готовые технологии и реальные технические разработки и устройства. Технологии должны быть востребованы и не очень затратны. Одним из способов рационального использования природных ресурсов, снижения экологического влияния породных отвалов и терриконов на окружающую среду, комплексного использования потенциала горнопромышленных районов и повышения энергетической независимости ДНР и ЛНР является создание на закрытых угольных шахтах автономных ветроэнергетических комплексов. Использование хозяйствами автономных ветроэнергетических установок (ВЭУ) малой и средней мощности существенным образом снизит необходимость потребления электроэнергии, вырабатываемой существующими энергопроизводителями. ВЭУ работают независимо от сети централизованного энергоснабжения. Они могут функционировать самостоятельно, использоваться как дублер любого другого генератора или применяться в комплексе с другими энергетическими установками в качестве компонента комбинированной системы энергоснабжения. Это даёт возможность полностью исключить работы по проведению электрических линий на удалённые объекты и позволяет существенно экономить расходы и поддерживать стабильность электроснабжения.

Для более рационального использования возможностей ветроустановок надо максимально повышать коэффициент полезного действия ветрогенераторов. Размещение ВЭУ на каркасах опорно-мостовых конструкций над породными отвалами и терриконами позволит в комплексе решить задачи рационального использования земельных участков, занятых техногенными отходами угольной промышленности. Благодаря такому размещению источники энергии приближаются к действующим соседним шахтам, строящимся новым объектам, сельскохозяйственным предприятиям, магазинам и т.п.

Снижается материалоёмкость ветроэнергетических конструкций потому, что не нужно будет возводить многометровые мачты под каждый ветрогенератор. Оптимальное использование преимущественных ветровых потоков над уровнем городской застройки также внесёт вклад в развитие использования альтернативных источников энергии. Совершенствование работы ВЭУ предлагается достичь за счет создания над поверхностями породных отвалов или терриконов каркасов опорно-мостовых конструкций, на которых монтируются уже разработанные российскими компаниями модульные фото-ветровые установки (ФВУ), позволяющие создавать фото-ветровые станции (ФВЭС) мощностью до 10 мВт.

https://www.youtube.com/watch?v=VWNMcqJuMGc

Ветровые генераторы. Фото-ветровые электростанции

Возможен вариант использования энергии ВЭУ непосредственно в местах их расположения, что еще больше сократит потери и увеличит эффективность использования энергии ветра. Предлагается размещение у породных отвалов и терриконов автономных ФВЭУ, которые позволят откачивать воду из подтопленных, в результате деятельности горного предприятия, территорий и направлять её на технические нужды потребителям. [1].

Расположение пластмассовых накопительных ёмкостей на каркасах опорно-мостовых конструкций обеспечит возможность постоянного запаса воды и её естественный напор. Также, они могут выполнять функции сбора дождевой воды и отстойника вод, где могут проводиться процессы первичного осветления, фильтрования через песчано-кремне-серебренные фильтры и ультрафиолетовое обеззараживание воды. https://www.eco61.ru/catalog/uf-ultrafioletovoe/uf-ultrafioletovoe-obezzarazhivanie-vody-stochnykh-vod/

УФ - (УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ) ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ / СТОЧНЫХ ВОД

Внедрение такой схемы позволит решить в комплексе следующие задачи: откачка воды на подтопленных территориях; сбор дождевой воды; рациональное использование земельных участков, занятых породными отвалами и терриконами; рациональное использование энергии ветра; первичное осветление шахтных и дождевых вод; обеспечение потребителя технической и питьевой водой.

Одновременно с ФВЭС предлагается размещение у породных отвалов и терриконов био-энергокомплексов.

Таким образом формируется технология мини энергокомплексов, внедрение которых уменьшает зависимость промышленности ДНР и ЛНР от импорта энергоносителей, повышает энергетическую безопасность за счет получения жидкого моторного топлива и электричества из возобновляемого сырья, а именно растительной биомассы, а также из твердых бытовых отходов и угольного шлама. Очевидно, строительство таких комплексов на промышленных площадках закрытых шахт снижает капитальные затраты за счёт использования существующих шахтных зданий и сооружений. Обеспечивает улучшение социальных условий проживания в малых городах, бывших шахтных посёлках с закрытыми шахтами и сопутствующими предприятиями. При этом происходит экологическая очистка местности. Поэтому, одним из направлений повышения энерговооруженности промышленности на Донбассе является создание таких мини-энергокомплексов на закрытых шахтах.[2].

На рисунке показана технологическая линия мини-энергокомплекса №1 на закрытой шахте "Знамя Коммунизма" ГУП ЛНР "Донбассантрацит" (г. Красный Луч).

Рисунок - Технологическая линия мини-энергокомплекса (1-энергополе топинамбура; 2 - участок приготовления сырья; 3 - установки для синтеза компонентов моторного топлива; 4 - отстойник технической воды; 5 - мини-электростанции; 6 - электроподстанция соседней шахты; 7 - административно-бытовой комбинат; 8 - участок транспорта с мастерскими; 9 - фото-ветроэлектростанция; 10 - террикон с частичным озеленением; 11 -опорный каркас из наклонных свай и мостовых конструкций); 12 - подкоп горелой породы; 13 - лестница запасная; 14 - трубопровод для технической воды; 15 - ёмкости накопительные; 16 - молниеотвод.

Все мероприятия по монтажу конструкций и оборудования могут нарушить целостность поверхности породного отвала или террикона. В настоящее время в реестре породных отвалов не указывается информация о том, перегоревший отвал или не горевший. Такие работы могут повысить вероятность самовозгорания породы. Следовательно, они должны сопровождаться контролем их теплового состояния. Для выбора оптимального комплекса мероприятий по предупреждению, ликвидации возгорания и снижения выбросов в атмосферу необходим своевременный мониторинг стадий развития процесса окисления пород, в том числе с использованием дистанционных методов. Мониторинг уровня экологической безопасности породных отвалов и терриконов с применением дистанционно-пилотируемых летальных аппаратов, тепловизионной техники и газоанализаторов позволит своевременно выполнять необходимые мероприятия и снизить выбросы в атмосферный воздух, что улучшит экологическую обстановку в городах и шахтных посёлках. [3]. 

Выводы:

1.Эксплуатация МИНИ-ЭНЕРГОКОМПЛЕКСОВ на закрытых шахтах Донбасса позволит снизить объёмы использования угля, повысить уровень экологической безопасности и энергетической независимости ДНР и ЛНР.

2. Своевременный дистанционный мониторинг теплового состояния породных отвалов и терриконов как при строительстве МИНИ-ЭНЕРГОКОМПЛЕКСОВ, так и при их эксплуатации позволит предотвратить самовозгорание породы и снизит выбросы в атмосферный воздух.

3. Использование терриконов и породных отвалов, в качестве готовых нулевых циклов, а также сохранившихся построек закрытых шахт Донбасса, значительно снизят капитальные затраты при новом строительстве МИНИ-ЭНЕРГОКОМПЛЕКСОВ.

4. Для подрастающего поколения, которое придёт нам на смену, таким образом будут подготовлены современные рабочие места и вакансии для специалистов.

Перечень ссылок.

1. Макеева, Д. А. Повышение уровня экологической безопасности и энергетической независимости Донецкой и Луганской Народных Республик / Д.А. Козырь, В.А. Волкова, А.А. Ефименко // Инновационные перспективы Донбасса, г. Донецк, 21-23 мая 2019 г. – Донецк: ДонНТУ, 2019. Т. 4: 4.Перспективные направления развития экологии и химической тех- нологии. – 2019. – С. 60-64.

2. Ефименко, А. А. Создание мини-энергокомплексов на закрытых шахтах/ А. А. Ефименко // Энергия: экономика, техника, экология. – 2018. - №6. – С. 51- 53.

3. Козырь, Д. А. Мониторинг теплового состояния породных отвалов с использованием дистанционных методов контроля / Д. А. Козырь, С. П. Высоцкий // Вестник Академии гражданской защиты: научный журнал. – Донецк: ГОУВПО «Академия гражданской защиты» МЧС ДНР, 2018. – Вып. 1

(13) – С. 59 – 69.