Вестник МГТУ, 2026, Т. 29, № 1.

Амосов П. В. и др. Оценка накопления пыли от техногенного объекта хранения хвостов обогащения. Введение В процессе переноса пыли ветровым потоком с хвостохранилища АНОФ-2 мелкодисперсная пыль с различной скоростью осаждения попадает на территорию г. Апатиты. Пыль оказывается на крышах городских зданий (практически все крыши плоские), автомобильных дорогах, тротуарах, деревьях, газонах и пр. В солнечную погоду при ветровых порывах осажденная пыль, находящаяся в черте города, доставляет большие неудобства населению (в том числе и вторично загрязняя атмосферу) до той поры, пока городские коммунальные службы не выполнят уборку пыли на дорогах и тротуарах. Дороги и тротуары упомянуты здесь потому, что пыль на них является самой близкой к человеку и ее взметывание происходит не только под действием ветрового потока, но и при движении транспорта. Определенный вклад во вторичное загрязнение городской атмосферы вносит пыль, осажденная на крышах зданий: интенсивность пыления на высоте 15 м (высоте пятиэтажного дома) будет выше, чем у основания зданий. Предыдущие исследования авторов, имеющие отношение к вопросам пыления на техногенном объекте хранения хвостов обогащения АНОФ-2 и переноса мелкодисперсной пыли вниз по ветровому потоку, касались исключительно загрязнения атмосферы. Наиболее полная информация по данной теме представлена в коллективной монографии (Амосов и др., 2023, гл. 3). На базе ранее выполненных исследований (Амосов и др., 2023) и текущих изысканий можно приступить к оценке накопления пыли на горизонтальной поверхности - территории г. Апатиты - и проследить процессы пылевыделения при движении транспорта и загрязнения городской атмосферы. Анализ случаев превышения ПДК пыли в воздухе г. Апатиты (Амосов и др., 2023, с. 26) с сопутствующими им метеорологическими условиями (скорость и направление ветра) далеко не всегда обнаруживает четкую корреляцию с поступлением пыли с хвостохранилища. Представляется, что в ряде случаев именно вторичное загрязнение атмосферы пылью, взметнувшейся при ветровых порывах и проезде автотранспорта с ранее загрязненных поверхностей, является определяющим фактором превышения ПДК пыли. Таким образом, целью исследования является оценка: 1) скорости накопления поинтервальной и суммарной пыли с техногенного объекта хранения хвостов обогащения, которая в процессе осаждения накапливается на территории г. Апатиты; 2) эффекта наличия мелкодисперсной пыли на автомобильных дорогах города в плане объема предстоящей уборки для коммунальных служб, а также дополнительной величины удельного пылевыделения при движении автотранспорта. Материалы и методы Базовая информация по предыдущим исследованиям В предыдущих исследованиях использовалась CFD-модель, созданная авторами в программе COMSOL1; значения ее главных параметров: 1) геометрия модели 3-мерная (Амосов и др., 2023, с. 90, рис. 3.12): - размеры области моделирования 15 000 х 7 000 х 500 м; - учет объектов пыления (высота хвостохранилища над плоскостью основания модели 74 м, что соответствует проектной высоте хвостохранилища АНОФ-2 на уровне 200 м), территории г. Апатиты (площадь 9 км2), ближайших возвышенностей (включая предгорья Хибин), которые при доминировании северо-западного ветра вносят некоторые изменения в структуру скоростного поля; 2) математический аппарат модели (Амосов и др., 2023, с. 92): - расчет аэродинамических параметров в приближении несжимаемой жидкости с привлечением (к-е)-модели турбулентности (нейтральное состояние атмосферы); применение уравнения конвективно­ турбулентного переноса примеси с учетом скорости осаждения; - анализ 7 интервалов крупности хвостов обогащения с шагом 10 мкм со своими "весами" (Амосов и др., 2023, с. 111, табл. 3.9); учет размера частиц до 70 мкм является вполне приемлемым для моделирования, основанного на подходе Эйлера-Эйлера (Shao, 2008; Lo Giudice et al., 2019), который использован авторами; 3) остальные параметры моделирования: - оценка интенсивности пыления для каждого дискретного участка пылящей поверхности (Амосов и др., 2023, с. 122, рис. 3.34) по зависимости, представленной в работе (Westphal et al., 1988); - реализация авторского алгоритма случайного выбора дискретных участков на поверхности хвостохранилища при вариации площади пыления от 2 до 10 га с шагом 2 га. Для каждого значения скорости ветра от 5 до 23 м/с с шагом 6 м/с проанализировано 50 сочетаний выбора участков пыления, что с учетом 7 интервалов размера пыли в целом составляет 1 400 ситуаций. 1COMSOL. URL: https://www.comsol.ru/ (дата обращения: 12.05.2022). 42