CC BY
19
© с.г. Гендлер, B.C. Кузнецов, C.B. Ковшов, 2012
УЛК 622.8
С.Г. Гендлер, В.С.Кузнецов, C.B. Ковшов
ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ОТВАЛОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПЫЛЕВОЙ НАГРУЗКИ В РАБОЧЕМ ПРОСТРАНСТВЕ КАРЬЕРОВ
Проведен анализ аэротехногенного воздействия внешних отвалов на формирование пылевой нагрузки в рабочем пространстве карьеров. Построена карта рассеивания неорганической пыли от внешнего отвала Алексеевского карьера строительных материалов, предложены зависимости концентрации пыли в рабочем пространстве карьера от расстояния до отвала и скорости и направления ветра. Ключевые слова: внешний отвал, карьер, аэротехногенное воздействие, пылевы-деление, рабочее пространство, рабочие места.
При разработке месторождений открытым способом происходит формирование внешних отвалов, располагающихся за контуром карьеров. На карьерах строительных материалов внешний отвал обычно имеет следующие параметры: высота 10—20 м, ширина 50—100 м, длина 400—500 м, площадь пылящей поверхности 2—5 га.
Анализ существующих в научной литературе данных и результатов собственных исследований на Алексеев-ском карьере строительных материалов подтверждает, что внешние отвалы являются крупными источниками пылевыделения, обуславливающие во многом фоновую концентрацию пыли на рабочих местах. Концентрация пыли от местных источников суммируется с фоновой концентрацией, что формирует суммарную пылевую нагрузку на горнорабочих.
Основной целью работы являлась оценка доли фоновой концентрации пыли, создаваемой аэротехногенным воздействием внешних отвалов, в суммарной пылевой нагрузке на ра-
бочих местах. Для реализации поставленной цели были использованы как данные моделирования рассеивания пыли, так и результаты натурных измерений.
Расчетный анализ был осуществлен для условий Алексеевского карьера строительных материалов, расположенного в республике Мордовия. Карьер расположен в зоне умеренно-континентального типа климата, где господствуют ветры западного и юго-западного направлений (75 %), средняя скорость которых находится, в основном, в диапазоне 1—3 м/с. Как показали результаты натурных исследований, внешний отвала Алексеев-ского карьера является источником неорганическая пыли с содержанием
ЭЮ2< 20 %.
Аэротехногенное влияние отвала на рабочее пространство карьера изучалось с помощью программного пакета «Эколог». Внешний отвал моделировался площадным источником пыли, расположенным на высоте, раной максимальной глубине карьера.
Рис. 1. Карта рассеивания неорганической пыли на Алексеевском карьере
В результате вычислений была построена карта рассеивания неорганической пыли (рис. 1), а также получена зависимость концентрации пыли в рабочем пространстве карьера от расстояния до отвала и скорости и направления ветра (рис. 2).
Анализ полученных данных показал, что при скорости западного (юго-западного) ветра, равной 1—3 м/с, максимальная запыленность приходится на рабочие места, находящиеся на II уступе левого рабочего борта карьера и на его подошве, где превышение концентрации пыли составляет 3—4 нормы ПДК (для рабочих мест карьеров 1 норма ПДК по неорганической пыли с содержанием БЮ 2 < 20 посоставляет 4 г/м3).
Если за Спк. принять среднесменная концентрация пыли в воздухе рабочей зоны, то при фиксированном расположении отвалов, их геометрических параметрах и заданных свойствах пород, средняя за календарный год концентрация
Рис. 2. Зависимость концентрации пыли в рабочем пыли Сср.гп будет равна: пространстве карьера от расстояния до отвала и скорости ветра
Сср.г.п
ав 1, (1)
В качестве исходных данных принимались геометрические параметры отвала (длина, ширина, высота, занимаемая площадь), вид пылящего вещества и его гранулометрический состав, а также метеорологические параметры района расположения карьера (скорость и направление ветра, время года и др.).
где а„ Р/ — повторяемость скоростей ветра и направлений его действия (доли ед.)
Пылевая нагрузка на органы дыхания составляет:
ПН = Сср.г п N.. К Т, (2)
где ^см и Т — соответственно число смен календарном году и количество
Таблица 1
Выбросы неорганической пыли от технологических процессов
Геометрические параметры источника выброса Аэродинамические параметры источника выброса Количество неорганической пыли, выбрасываемой в атмосферу, т/год Средняя концентрация пыли в радиусе 50 м от источника, г/м3
Высота выброса, м Диаметр струи, м Скорость, м/с Объемный расход, м3/с
Взрывные работы на карьере
180,0 10,00 10,00 6310,00 62,10 31,0
Выемочно-погрузочные работы на карьере
5,0 2,00 1,00 2,00 5,62 37,5
Буровые работы на карьере
5,0 2,00 1,00 2,00 4,56 33,0
Дороги карьера
5,0 2,00 1,00 2,00 3,78 29,5
Стационарные источники на карьере (внутренние отвалы и др.)
2,5 1,00 1,00 1,00 8,10 28,5
лет, отработанных в условиях контакта с пылью; V — объем легочной вен-
3
тиляции, м .
Фоновая концентрация пыли принимается в качестве начальной при наличии других источников пыли, связанных с производственными процессами.
В условиях вышеупомянутого Алексеевского карьера на II уступе его левого рабочего борта и на подошве расположен ряд точечных, линейных и плошадных источников пы-леобразования, также формируюших суммарную пылевую нагрузку. К их числу относятся буровзрывные и вы-емочно-погрузочные работы, дороги, внутренние отвалы.
Для определения доли фоновой концентрации пыли в суммарном ее показателе на соответствуюших зонах рабочего пространства с помошью устройства для измерения концентрации пыли в воздухе «Экотрон» были определены основные параметры местных источников пылеобразования (табл. 1) [2].
Для определения доли фоновой концентрации пыли а, её величина была отнесена к суммарной концентрации пыли.
С
а _ фон
Ссу
(3)
Соответствуюшие показатели были получены для указанных зон рабочего пространства (табл. 2):
Таким образом, фоновая концентрация пыли, создаваемая аэротехногенным воздействием внешнего отвала, оказывает значительную роль (до 50 %) в формировании обшей пылевой нагрузке в рабочем пространстве.
Для рабочих специальностей, представленных в указанном районе (машинист бульдозера, машинист буровой установки, машинист экскаватора, взрывник, водитель погрузчика, водитель автомобиля), класс условий труда в зависимости от содержания в воздухе рабочей зоны неорганической пыли, равен 3.2—3.3 (т.к. превышение уровня ПДК составляет 3—6 раз), что характеризует его как вредный. При предот-врашении выделения пыли с внешнего отвала, обшая пылевая нагрузка уменьшится на 30—40 %, что приведет к изменению класса условий труда до 3.1, т.е. до допустимого уровня [1].
Для снижения пылевыделения от внешних отвалов наиболее часто используют орошение их поверхности водой, закрепление (полив) поверхности специальными органоминеральны-ми растворами, покрытие (замыв) суглинками , посев растительности (трав, кустарников). Наибольший эффект
Таблица 2
Доля фоновой концентрации пыли по зонам рабочего пространства
Зона рабочего пространства Доля фоновой концентрации пыли, %
Зона взрывных работ 45,2
Зона выемочно-погрузочных работ 37,3
Зона буровых работ 42,4
Дороги 47,4
Зона внутренних отвалов 49,1
имеют смешанные химико-биологические способы закрепления пышящих поверхностей, основанные на первоначальном закреплении пытящих поверхностей отвалов биопродуктивными экологически чистыми органомине-ральными соединениями с последую-
щим посевом различных типов растительности. Примером такого химико-биологического способа является нанесение смеси биогумуса и натриевой соли карбоксиметилпеллюлозы с последующим посевом многолетних покры-тосеменнык растений (трав и пветов).
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Геншер С.Г., Домпальм Е.И., Павлов И.А., Соловьев В.Б. Безопасность жизнедеятельности. Гигиеническая оценка условий труда. — СПб: СПГГИ (ТУ). — 2009. — 173 с.
2. Бульбашев А.П., Гаспарьян H.A., Ковшов С.В., Никулин A.H., Смирнов
Ю.Д. Шувалов Ю.В. Рациональная организация добычи полезных ископаемых в карьерах со сложными условиями труда горнорабочих. — СПб: МАНЭБ, 2009. — 464 с. ГТШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Гендлер С.Г. — доктор технических наук, профессор, [email protected]. Кузнецов В.С. — кандидат технических наук, доцент, [email protected]. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет).
д
ПАМЯТНИКИ ГОРНЯКАМ
Г >':
Памятник погибшим шахтерам «Кондратьевской», Горловка
Со времени открытия Кондратьевской шахты в ней погибло около 400 горняков. Памятник погибшим шахтерам воздвигнут в центре площади перед проходной шахты. Он был сооружен на средства шахтеров.
