Снижение воздействия пылегазовых, шумовых и других вредных факторов на работающих в карьерах
|
Загрязнение атмосферы карьеров пылью и газами происходит за счет интенсификации и концентрации работ, прогрессирующего с глубиной снижения активности естественного воздухообмена и увеличения содержания вредных аэрозольных и газообразных примесей на рабочих местах и в атмосфере карьеров в целом. По данным метеорологических наблюдений, периоды неудовлетворительного естественного воздухообмена в глубоких карьерах в настоящее время составляют в среднем 10—12 % рабочего времени, а простои экскаваторного и транспортного парка по этой причине достигают 450—500 ч/год. Таким образом, проблема оздоровления атмосферы на открытых горных разработках может и должна рассматриваться не только в гигиеническом и социальном, но и в экономическом аспектах. Для нормализации атмосферы в карьерах используются следующие основные направления: - интенсификация естественного воздухообмена в карьерном пространстве; - создание эффективных средств подавления пыли и газов у мест их образования; - разработка эффективных систем кондиционирования воздуха в кабинах горных машин; - изыскание рациональных способов и средств искусственной вентиляции застойных зон и карьеров в целом. Исчерпывающее решение проблемы оздоровления атмосферы может быть достигнуто только при комплексном использовании всех мероприятий. Исследования показывают, что как современное, так и проектируемое горнотранспортное оборудование характеризуется высокой интенсивностью выделения вредных примесей. В карьерах, использующих автотранспорт, последний является основным источником загрязнения атмосферы не только газообразными, HO и пылеобразными веществами. Как показывают расчеты, для карьеров КМА, например, на долю автотранспорта приходится 70—90 % пылевых загрязнений атмосферы и более 90 % суммарных, причем на нижних горизонтах эти величины возрастают. Что касается газообразных загрязнителей, то все они практически приходятся на автотранспорт. К наиболее перспективным средствам снижения токсичности отработавших газов (ОГ) дизельных двигателей карьерных автосамосвалов относятся повышение полноты сгорания топлива в цилиндрах (улучшение смесеобразования, турбонаддув с резервом мощности, предкамерный тип двигателя, добавки легких топлив, антидымные присадки и т. п.). Известны положительные результаты по снижению концентрации окислов азота в продуктах сгорания за счет добавки (рециркуляции) части ОГ в воздух, подаваемый в цилиндры. Известны проводимые с той же целью опыты по подмешиванию воды к дизельному топливу или всасываемому воздуху. В России и за рубежом на практике применяются каталитические и жидкостные нейтрализаторы ОГ. Каталитические нейтрализаторы наиболее просты в эксплуатации. При благоприятных условиях (температуре ОГ выше 400 ° С, удовлетворительном техническом состоянии двигателя) они могут обеспечить снижение концентрации CO, углеводородов, альдегидов и других горючих составляющих до 90 %, значительно (до полного исчезновения) ослабить запах и раздражающие свойства ОГ. Ho каталитические нейтрализаторы практически мало эффективны по отношению к окислам азота и саже. За рубежом известны конструкции двух- и трехступенчатых нейтрализаторов, последовательно воздействующих на различные компоненты ОГ, включая окислы азота. Известны катализаторы, содержащие смесь платины с рубидием, активные в отношении окислов азота. Разработка катализаторов, снижающих содержание окислов азота в ОГ, ведется и в России. В последнее время серийно выпускаются каталитические нейтрализаторы выхлопных газов НКД-241М для автосамосвалов БелАЗ-540А. Одним из эффективных способов снижения загрязнения атмосферы автосамосвалами является также устройство вертикального (над кабиной) выпуска ОГ. При этом увеличение грузоподъемности (а следовательно, и мощности двигателя) карьерных автосамосвалов способствует забросу ОГ в более высокие слои атмосферы и уменьшению загрязнения глубинной наиболее опасной в санитарно-гигиеническом отношении части карьера. Несмотря на указанные меры усиление воздухообмена (особенно на нижних горизонтах глубоких карьеров) с помощью средств искусственного проветривания остается совершенно необходимым. Средства искусственного проветривания, рассчитанные только на разжижение вредных примесей в пределах атмосферы карьеров, имеют весьма ограниченные возможности, а на глубоких карьерах наряду CO средствами пылегазоподавления и местного проветривания необходимо иметь и системы вентиляции, способные обеспечивать в периоды длительных штилей подавление вредных примесей в масштабе всего карьерного пространства или вынос их с предварительным многократным разбавлением. Выбор способа искусственного проветривания в любом случае должен производиться с учетом характера загрязнения, параметров карьера и метеорологических условий. Предпочтение отдается способам, предусматривающим активное подавление вредных примесей, загрязняющих атмосферу карьера. Воздушно-водяные струи обеспечивают не только местное и общеобменное проветривание, они активно подавляют вредные примеси в атмосфере карьеров, предотвращая загрязнение пылью и газами окружающей территории. Для карьеров, имеющих значительные размеры в плане, предпочтительно использование изотермических вентиляционных струй, так как они обладают наибольшей горизонтальной дальнобойностью, что часто имеет решающее значение. Анализ показал, что при любых метеорологических условиях преимущество по энергетическим затратам имеют изотермические вентиляционные струи, а экономичность струйных вентиляторов находится в прямой зависимости от диаметра ротора. Отсюда следует, что для искусственного проветривания карьеров необходимы специальные струйные вентиляторы с максимально возможным диаметром ротора, определяемым условиями эксплуатации. Сопоставление параметров промышленных вентиляторов и вентиляторов на базе авиационных винтов (по единым критериям сравнения) показало, что энергетические и аэродинамические характеристики струйных вентиляторов на базе авиационных винтов находятся на уровне современных низконапорных осевых вентиляторов, а масса и габариты позволяют создавать на их основе передвижные (в том числе самоходные) агрегаты, что исключается при использовании мощных промышленных вентиляторов, предназначенных исключительно для работы в стационарных условиях. Для решения проблемы проветривания глубоких карьеров необходимо создание ряда специализированных мобильных струйных вентиляторов-оросителей с регулируемыми в широких пределах аэродинамическими и гидравлическими параметрами. Для местного и общего проветривания карьеров применяются вентиляторные установки трех типов (по С.С. Филатову): - самоходные вентиляторно-оросительные установки для местного проветривания и гидрообеспыливания с начальным расходом до 250 м3/с и рабочей дальнобойностью от 50 до 200 м; - мощные вентиляторно-оросительные установки для создания воздушных и воздушно-водяных горизонтальных и наклонных струй с начальным расходом 1200—1500 м3/с и рабочей дальнобойностью от 600 до 1200 м; - вентиляторные установки для создания восходящих воздуховыдающих струй с начальным расходом до 2500—3000 м3/с и рабочей дальнобойностью от 50 до 700 м (при интенсивном состоянии атмосферы). Наряду с серийно выпускаемыми самоходными и передвижными вентиляторами-оросителями на базе авиационных винтов изменяемого шага УМП-1 и УМП-14 для проветривания карьеров глубиной 350—400 M разрабатывается вентиляторная установка УМП-21 на базе несущего винта вертолета МИ-4 с электроприводом мощностью 1200 кВт. Для ликвидации загрязнений большого объема, а также подавления пылегазового облака, образующегося при массовых взрывах, создан мощный вентилятор-ороситель HK-12КВ на базе турбовинтового двигателя самолета АН-22. Системы вентиляции с использованием вентиляторов-оросителей НК-12КВ внедрены на двух крупных карьерах. Наряду с перечисленными на карьерах могут также применяться вспомогательные установки для конвективного проветривания. Наиболее вероятная область их применения — ограниченные в плане карьеры в районах Крайнего Севера. В большинстве случаев в зависимости от интенсивности загрязнения атмосферы, климатических условий и геометрических параметров карьера искусственная вентиляция необходима с глубины 100—150 м. Технические характеристики серийных и подготавливаемых к массовому выпуску карьерных вентиляторов приведены в табл. 66.  Одним из неблагоприятных факторов является шум, создаваемый при работе горного оборудования. При отработке глубинных горизонтов карьеров вследствие концентрации оборудования на относительно небольших площадях и многократного отражения звуковых волн общий уровень шума существенно увеличивается, достигая на дне карьера 85—90 дБ (в сравнении с 72—80 дБ на верхних горизонтах). В наиболее неблагоприятных условиях находятся водители большегрузных автосамосвалов. Так, уровень шума в кабинах автосамосвала БелАЗ-548 превышает предельно допустимые значения во всем диапазоне спектра частот на 5—12 дБ. Поэтому при модернизации выпускаемых автосамосвалов предполагается герметизировать кабины и снабжать их кондиционерами. Стенки кабин будут обрабатываться звукопоглощающими материалами, например покрытиями на основе вспененных пластмасс. Хороший эффект дает обработка стенок кабин вибродемпфирующей мастикой ВД-17. |
