Обоснование эффективных мер борьбы с пылью на карьерах криолитозоны Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 622.411.5

Е.П.ДАЛБАЕВА, аспирантка, elena.dalbaeva@mail.ru

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург

E.P.DALBAEVA, post-graduate student, elena.dalbaeva@mail.ru National Mineral Resources University (Mining University), Saint Petersburg

ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ МЕР БОРЬБЫ С ПЫЛЬЮ НА КАРЬЕРАХ КРИОЛИТОЗОНЫ

Разработана новая методика оценки эффективности зимнего пылеподавления в карьерах, позволяющая количественно оценить необходимый уровень пылеподавления для минимизации риска возникновения профессиональных заболеваний, обусловленных негативным действием пыли на организм горнорабочих.

Ключевые слова: пылеподавление, профессиональные заболевания, пыль, фракционный состав пыли.

JUSTIFICATION OF EFFECTIVE DUST CONTROL IN THE OPEN-PITS OF CRYOLITHOZONE

The new method of assessing the effectiveness of the winter dust suppression in quarry has been worked out, allowing to quantifies the necessary level of winter dust control to minimize the risk of occupational diseases caused by negative effect of dust on workers organism. Key words, dust control, occupational diseases, dust, fractional composition of dust.

Защита горнорабочих от пылевых выбросов промышленных предприятий является одной из сложнейших задач современной науки об охране труда. По оценкам Международной организации труда, ежегодно промышленная пыль уносит примерно 100 тыс. жизней, а в запыленной атмосфере антракоз развивается в среднем за 10

лет, однако в некоторых случаях болезнь

6*

мес .

В настоящее время в ряде стран осуществлен переход на нормирование содержания в воздушной среде частиц пыли с размерами не более 2,5 мкм или до 10 мкм. Наиболее вредными являются частицы крупностью

* Бульбашев А.П. Борьба с пылью на карьерах по добыче строительных материалов / А.П.Бульбашев, Ю.В.Шувалов. Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы (МАНЭБ). СПб, 2006. 208 с.

Bulbashov A.P., Shuvalov U. V. Dust control on quarries for building materials / International Academy of Ecology, Safety of man and nature. Saint Petersburg, 2006. 208 p.

110 -

ISSN 0135-3500. Записки Горного института. T.207

менее 10 мкм, которые задерживаются верхними дыхательными путями, и частицы крупностью 0,5-5 мкм, которые проникают в легкие и задерживаются там. Еще проф. Е.А.Видгорчик подтвердил эмпирически, что до 90 % тонкой пыли (0,5 мкм и ниже) задерживается в легких. В Российской Федерации нормирование запыленности воздушной среды осуществляется без учета дисперсного состава пыли.

Основным направлением снижения уровня запыленности атмосферы карьеров является пылеподавление. Для снижения интенсивности пылевыделения с открытых поверхностей применяют орошение водой с химически активными веществами, закрепление битумной эмульсией и латексом, озеленение нерабочих площадей и гидропосев. Большинство этих методов обладает высокой эффективностью в летний период, в зимний, наоборот, обстановка в криолитозоне резко ухудшается.

По данным С.Б.Романченко, наибольшая запыленность наблюдается с декабря по февраль при переработке углей, подвергшихся воздействию температур в диапазоне от -25 до -50 °С.

Разработана новая методика определения эффективности зимнего пылеподавления в карьерах, позволяющая количественно оценить необходимый уровень пылеподавле-ния для минимизации риска возникновения профессиональных заболеваний, обусловленных негативным действием пыли на организм горнорабочих. Основная идея методики заключается в том, что тяжесть работы в зимний период, в отличие от летнего, возрастает, т.е. одна и та же работа требует разных энергетических затрат. Кроме того, при увеличении энергозатрат повышается частота дыхания, что ведет к увеличению количества пыли, оседающей в легких, а это, в свою очередь, повышает риск профессиональных заболеваний в 1,5 раза.

Методика оценки состоит в следующем*. Введем коэффициент эффективности кэф, показывающий отношение количества пыли в миллиграммах в смену, поглощаемой работником в зимний период пз, к летнему пл:

к.

эф

(1)

При этом каждая порция пыли, поступающей в организм, определяется как произведение концентрации пыли к^3 в миллиграммах на кубический метр в смену, на объем воздуха У^ в кубических метрах,

вдыхаемого работником. Для летнего и зимнего периода соответственно

(2)

n = V л,з к л,з "л,з дых п

Параметры Удзых и кп являются функцией температуры воздуха и пород г, т.е. объем

* Галкин А. Ф. Метод оценки эффективности зимнего пылеподавления при ведении открыпых горных работ // Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире: Материалы III Международной научно-практической конференции (22-23 октября 2013 г.). СПб, 2013. С.33-35.

Galkin A.F. Method of an assessment of efficiency of winter dust suppression when conducting open mining operations // Basic and applied researches in the modern world: International scientific and practical conference (October 22-23, 2013). Saint Petersburg, 2013. P.33-35.

вдыхаемого воздуха зависит от изменения энергозатрат Эт(г) рабочего в джоулях в секунду при выполнении однотипных работ в зимний период и изменения объема вдыхаемого воздуха в зимний период по сравнению с летним /у(г):

Сх =F (Эз (t))Сх fv (t).

(3)

Концентрация мелкодисперсной пыли зависит от трех функций: изменение степени пылеподавления в зимний период по сравнению с летним ^1(5п(Т)), изменение концентрации мелкодисперсной пыли с понижением температуры /к(г) и изменение объема вдыхаемого воздуха в зимний период по сравнению с летним /у (г):

кп =^1(5П (Т ))/3 (г)К/к (г).и (г). (4)

Подставляя выражения (2)-(4) в уравнение (1), найдем

к

Сх кпл f3 (t) fK (t) fv (t)

эф

Vn кл

дых п

или

кэф =Уэ (t) fK (t) fv (t)

эф

Приравняв кэф = 1, т.е. приняв, что количество пыли, поступающей в организм в зимний период, не должно превышать аналогичный показатель в летний период, можно определить необходимый уровень совершенствования процессов зимнего пылепо-давления для различных процессов горного производства в зимний период:

Уэ (t) = {fv (t) f (t )}_1.

Таким образом, определив экспериментальным путем искомые функции, можно сформулировать требования к новым способам и средствам пылеподавле-ния в зависимости от температуры воздуха в зимний период.

Представленная методика позволяет количественно оценить вредную для легких рабочих пыль и наглядно показать влияние таких факторов, как изменение энергозатрат от скорости дыхания и зависимость циклов промерзания-оттаивания на образование мелкодисперсной фракции.

111

Санкт-Петербург. 2014

n

з

n

л