автореферат диссертации по строительству, 05.23.19, диссертация на тему:Снижение пылевого загрязнения воздушной среды при производстве работ по восстановлению разрушенных зданий и сооружений городского хозяйства

На правах рукописи

МАГОМАДОВ ИСА ЗОГУЕВИЧ

СНИЖЕНИЕ ПЫЛЕВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РАБОТ ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ РАЗРУШЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА

05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

05.26.01 - Охрана труда (строительство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

15 ЯНВ 2015

Волгоград - 2015

005557162

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете

Научный руководитель: АЗАРОВ ВАЛЕРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

доктор технических наук, профессор Научный консультант: БОРОВКОВ ДМИТРИЙ ПАВЛОВИЧ

кандидат технических наук Официальные оппоненты: ЖЕЛТОБРЮХОВ ВЛАДИМИР ФЕДОРОВИЧ

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности», ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный технический университет

СЕМЕНОВА ЕЛЕНА АНАТОЛЬЕВНА кандидат технических наук, доцент кафедры «Транспортные средства и процессы» Институт сервиса, туризма и дизайна (филиал) ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет» в г. Пятигорске

Ведущая организация Открытое акционерное общество «Научно-

исследовательский институт охраны атмосферного воздуха» ОАО «НИИ Атмосфера» г. Санкт-Петербург

Защита состоится 17 февраля 2015 г. в 13-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.026.05 при ФГБОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ауд. Б-203. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан _ 2015 г.

Ученый секретарь Юрьев

диссертационного совета Юрий Юрьевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время вопросы экологической безопасности при проведении восстановительных работ в республиках Северного Кавказа остро стоят на повестке дня. Интенсивное восстановление населенных пунктов, проводимое в последнее десятилетие, сопряжено с необходимостью демонтажа поврежденных и разрушенных строительных конструкций и расчисткой завалов образованных при разрушении зданий.

Данный процесс связан с механическим взаимодействием между собой обломков различных строительных конструкций и материалов. В виду того, что основными материалами, используемыми в жилищном строительстве являются либо порошкообразные вещества (цемент, известь, гипс и т.д.) либо элементы и конструкции, изготовленные из таковых материалов (кирпич, бетон, балки и панели и т.д.), при их механическом взаимодействии происходят процессы крошения и измельчения, с последующим образованием пылевидных отходов.

Процессы демонтажа зданий и разбора завалов характеризуются различными видами работ, связанными с механическим воздействием на строительные конструкции и материалы, а также взаимодействием материалов, приводящим к образованию пылевых отходов.

Таким образом, задача снижения пылевого загрязнения окружающей среды при производстве восстановительных работ является актуальной.

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО Грозненского государственного нефтяного технического университета, Комплексного научно-исследовательского института Российской академии наук г. Грозного и ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного' университета.

Цель работы - снижение загрязнения воздушной среды и защита работающих от пылевых выбросов при проведении восстановительных

связанных с необходимостью демонтажа поврежденных и разрушенных зданий.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

Определение физико-химических свойств пылевых, частиц выделяющихся в процессе сноса поврежденных панельных зданий;

Определение удельного количества пылевого загрязнения при демонтаже поврежденных зданий различных типов;

Разработка технических решений предназначенных для локализация и очистки пылевых выбросов.

Основная идея работы состоит: в снижении пылевых выбросов при производстве работ по демонтажу зданий, посредством использования мобильных аспирационных установок для локализации и очистки пылевых выбросов.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, лабораторные и опытно-промышленные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ и сертифицированных программ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей требуемым критериям сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и опытно-промышленных условиях, с результатами других авторов.

Научная новизна работы состоит в том, что:

□ Получена расчетная модель, предназначенная для оценки величины пылевого загрязнения окружающей среды при производстве работ по демонтажу и сносу поврежденных жилых зданий;

• Проведен анализ свойств пылевых загрязнения, выделяющихся при производстве работ по демонтажу разрушенного жилого фонда.

Практическая значимость работы:

• получены удельные значения, характеризующие количество пылевых загрязнений, выделяющихся при сносе жилых зданий различных типов.

• Разработаны, испытаны и внедрены в действующее производство технические решения, предназначенные для локализации и очистки пылевых выбросов, при проведении работ по демонтажу разрушенных и поврежденных зданий.

Реализация результатов работы:

• Разработаны рекомендации по проектированию и наладке мобильных аспирационных установок позволяющих снизить пылевые выбросы и уменьшить негативное влияние на здоровье работающих при производстве работ по демонтажу разрушенных и поврежденных зданий.

• Предлагаемая схема мобильной аспирационной установки, опробована и успешно применяется для снижения и локализации пылевых выбросов, образующихся при работах по демонтажу поврежденных зданий.

На защиту выносятся:

• Результаты определения удельного количества пылевых загрязнений, выделяющихся в процессе демонтажа разрушенных и поврежденных жилых зданий различной конструкции.

• Технические решения, направленные на снижение величины и локализацию пылевых выбросов при производстве работ по демонтажу разрушенных и поврежденных зданий.

• Методика оценки выбросов при производстве работ по демонтажу разрушенных и поврежденных зданий.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на Международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (Волгоград, 2012 г.); ежегодных научно-технических конференциях ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета, (Волгоград, 2012-2013 г.), XV международной научно-практической конференции «Проблемы энергосбережения в промышленном и жилищно - коммунальном комплексе». (Пенза 2014 г.)

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 10 работах, в том числе в 3 статьях, опубликованной в изданиях, рекомендуемых ВАК России, и патенте на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы 117 страниц, в том числе: 101 страница -основной текст, содержащий 14 таблиц на 19 страницах, 14 рисунков на 12 страницах; список литературы из 153 наименований на 15 страницах; 4 приложений на 24 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава диссертационной работы посвящена аналитическому обзору и выбору направления исследования.

Вопросы обеспечен™ экологической безопасности и защиты здоровья работающих при проведении восстановительных работ в строительстве особенно актуальны при значительных объемах обновления жилого фонда, располагающегося в городской черте. Для выполнения задач по восстановлению на первом этапе необходимо произвести расчистку территорий. При этом остро встает вопрос пылевого загрязнения воздушной среды, а также, размещения отходов на полигонах. Для разрешения данной проблемы необходимо решение ряда задач, наиболее актуальными из которых являются:

• определение количества пылевых загрязнений образующихся при сносе/демонтаже типовых зданий;

• изучение физико-химических свойств пылевых частиц образующихся при сносе/демонтаже типовых зданий;

• разработка технических решений по локализации и очистке пылевых загрязнении, выделяющихся при производстве работ по демонтажу зданий.

Вторая глава посвящена исследованию качественных и количественных параметров пылевых загрязнений поступающих в атмосферный воздух при демонтаже поврежденных и разрушенных зданий.

Проведенные исследования показали, что основные физико-химические свойства пылевых отходов практически не отличаются от свойств исходных материалов. Существенные отличия наблюдаются лишь в значительно меньшей адгезионной способности цементной и известковой пылей, взятой из измельченных образцов строительных конструкций.

Наиболее важной с точки зрения задач очистки характеристикой пылевых частиц является дисперсионный состав. Для определения дисперсионного состава пылей поступающих в воздушную среду использован метод микроскопии, результаты анализа приведены на рис. 1.

к» Лад /7

40---------[Т\-------

0.1_______________</?,мкм

1 2 3 5 10 20 50 100 300

Рис. 1. Интегральные кривые распределения массы по диаметрам частиц в вероятностно-логарифмической координатной сетке для пыли выделяющейся в процессе демонтажа и разборки завалов панельно-сборных жилых зданий: 1 - пыль измельченного цементного камня железобетонных конструкций; 2 - пыль измельченного цементного камня соединительных швов; 3 -известковая пыль отделочных материалов.

Как следует из данных, приведенных на рис. 1 пыль, выделяющаяся в процессе демонтажа и разборки завалов панельно-сборных жилых зданий является мелкодисперсной, что повышает ущерб наносимый окружающей среде и здоровью работающих, и затрудняет очистку пылевых выбросов.

Для оценки количества пылевых отходов, выделяющихся в атмосферный воздух при работах по демонтажу и транспортировке отходов при разборе разрушенных и поврежденных зданий и сооружений проведены натурные исследования по методике профессора Е.И. Богуславского и В.Н. Азарова, предназначенной для определения мощности пылевыделения от стационарных источников.

Закономерность распространения пыли определялась на основании вероятностно-стохастического подхода уравнением Понтрягина-Богуславского:

! 1 1--- — -44 т--1"-- 1

з / "л/. * г 2 I 1

эр ,„ „, эр „, эр э2я

эг эх ' эу г эг £ ' эх,2

Во многих исследованиях на основании этого уравнения описывается распространение пыли от одиночного источника. Однако, учитывая тот факт, что при демонтаже здания имеется несколько источников пылевыделения, и приостановка расчистки и демонтажа в исследовательских целях нерациональна, используется следующая зависимость вероятности распространения пыли в одном из двух горизонтальных направлений:

мх+м2

= 1-егГ(г)+

м.

м1+м2

/

ехр — 2 г

К J

М2

г

ехр -

{Х-А1)\Н?

—г

ХУ

1пял

Мп аГ

(н-н) (н-н)

(2).

Суммарная величина пылевыделений Мта от нескольких источников, определяемая на основании экспериментальных исследований максимальной интенсивности пылеоседания Стахрассчитывалась по формуле:

м = " Сшах,-.,360 х.

1-1 I

А*'

ехр{-а.дг.)

(3)

ик "к

Общее количество пылевых выбросов, поступающих в атмосферу при производстве работ по демонтажу поврежденных разрушенных зданий, получается методом суммирования значений пылевыделения всех источников выбросов, за все время с момента начала демонтажа до окончания вывоза образовавшихся строительных отходов. Это позволило исключить воздействие эффекта взаимного влияния источников пылевыделений и фоновых загрязнений на результат исследований.

В ходе проведения натурных замеров исследовано количество пылевых отходов, выделяющееся при демонтаже поврежденных и разрушенных зданий, имеющих кирпичную и панельную конструкцию, находящихся в различной стадии разрушения, и имеющих различную этажность и конфигурацию.

В качестве объектов исследования рассмотрены самые распространенные типы жилых зданий различной этажности секционного типа, составляющие большинство в застройке микрорайонов современного российского города, имеющих кирпичную и панельную конструкцию, находящихся в различной стадии разрушения, и имеющих различную этажность и конфигурацию.

В табл. 2.1 приведены данные по общему количеству пылевых загрязнений, образующихся при производстве полного цикла работ по демонтажу кирпичных зданий жилой застройки, выполненных из керамического кирпича и вывозу отходов.

Табл. 2.1. - Количество пылевых загрязнений, образующихся при производстве полного цикла работ по демонтажу жилого здания из керамического кирпича.

Количество этажей Количество секций

1 2 3 4

Ш степень разрушения

2 1390 2050 3030 4480

3 1100 1620 2390 3530

4 1820 2690 3980 5890

5 2310 3410 5040 7450

6 2540 3750 5550 8210

7 2650 3920 5800 8580

11 степень разрушения

2 940 1390 2060 3040

3 740 1100 1620 2400

4 1230 1820 2700 4000

5 1570 2310 3420 5060

6 1720 2550 3770 5580

7 1800 2660 3940 5830

и

I степень разрушения

2 500 750 1110 1640

3 390 590 870 1290

4 660 980 1450 2160

5 840 1240 1840 2730

6 920 1370 2030 ЗОЮ

7 970 1430 2120 3140

Наибольшими удельными выбросами пылевых отходов характеризуются демонтируемые здания из силикатного кирпича. При прочих равных условиях, при демонтаже здания из силикатного кирпича выделяется на 14. ..21% процент пылевых загрязнений больше чем при демонтаже зданий из керамического.

Также данные исследования показывают, что при демонтаже панельной застройки выделяется меньшее количество пылевых отходов, в сравнении с кирпичной. Так, например, при сносе пятиэтажного трехсекционного панельного здания первой и второй степени разрушения, выделяется соответственно на 17...21% пылевых отходов, чем при сносе здания из силикатного кирпича аналогичной компоновки и степени разрушения.

Влияние степени разрушения на количество пылевых отходов, выделяющихся при демонтаже здания различается для панельных и кирпичных зданий. Как следует из полученных результатов, количество пылевых отходов образующихся при демонтаже кирпичных зданий уменьшается с увеличением степени разрушения. В то же время для панельных зданий наблюдается обратная ситуация.

Анализ мощности источников пылевыделения, проведенный на основании полученных данных, позволил установить, что наибольшими пылевыделениями характеризуются работы по погрузке строительных отходов в предназначенные для них контейнеры и кузова автомобилей. Так на долю работ по погрузке строительных отходов приходится до 54% общей

массы пыли, выделяющейся при демонтаже разрушенных и поврежденных зданий.

На основании полученных результатов сделан вывод о необходимости разработки и внедрения мобильных аспирационных установок, предназначенных для локализции и очистки пылевых выбросов, при проведении работ по демонтажу зданий.

Третья глава посвящена разработке и экспериментальным исследованием работы мобильной системы аспирации. Одной из проблем при организации обеспыливания передвижных емкостей является сложность присоединения к ней стационарной установки. Для её решения предложено использование гибкого гофрированного шланга, вместо жестких воздуховодов, что облегчает крепеж, монтаж и демонтаж и предоставляет необходимую мобильность для оборудования. С целью предотвращения образования пылевых отложений в гофрированном воздуховоде предлагается организовать закрутку потока посредством применения тангенциального закручивателя.

В качестве основного пылеулавливающего оборудования для мобильной аспирационной установки предлагается использование пылеуловителей ВЗП, основными достоинствами которых является характерная для инерционных центробежных пылеуловителей конструктивная простота, и сравнительно более высокая степень улавливания мелкодисперсной пыли.

В виду жестких требований предъявляемых к массово-габаритным характеристикам мобильной установки сделан вывод о рациональности использования одноступенчатой схемы системы очистки с рециркуляцией очищенного газа, и разделением потока посредством применения центробежного разделителя-концентратора, что позволяет повысить эффективность пылеулавливания.

Рис. 2. Схема экспериментальной установки. 1 - аспирируемый бункер; 2

- конфузор; 3 - закручиватель; 4 - гофрированный воздуховод; 5

- входной патрубок; 6 - первичный ввод пылеуловителя ВЗП; 7 -сепарационная камера пылеуловителя ВЗП; 8 - раскручиватель потока; 9, 11 - воздуховоды; 10 - вентилятор; 12 - дефлектор; 13

- рециркуляционный воздуховод; 14 - концентратор-разделитель; 15 - патрубок вторичного потока пылеуловителя ВЗП; 16 -патрубок разделителя-концентратора; 17 - регулирующие заслонки; 18 - замерные штуцеры.

Для определения эффективности предложенного технического решения

по локализации пылевых выбросов, использована экспериментальная установка, схема которой приведена на рис. 2. Основным элементом пылеулавливающей установки является пылеуловитель на встречных закрученных потоках ВЗП - 200, снабженный пылеконцентратором и раскручивателем потока. В качестве источника пылевыделения использован бункер, основные размеры которого повторяют размеры кузова автосамосвала на базе шасси Камаз-540. Модель кузова снабжена укрытием и проемом, в который при помощи ленточного транспортера осуществляется засыпка отходов, транспортируемых с места разбора завалов кирпичной жилой застройки.

Представленная схема работает следующим образом: пыле-воздушная смесь, отводимая от укрытия через конфузор (2), приобретает вращательное движение проходя через тангенциальный закручиватель потока (3). Затем по гофрированному воздуховоду (4) пыле-воздушная смесь подается на очистку

в пылеуловитель на встречных закрученных потоках (6) через патрубок ввода первичного потока (5). Пройдя первичную очистку пылевоздушная смссь покидает сепарационную камеру, проходя через тангенциальный раскручиватель (7), при этом часть энергии закрутки потока преобразуется в энергию поступательного движения. Затем под действием разрежения, создаваемого вентилятором (8) газовый поток выводится в атмосферу. При этом часть потока по рециркуляционному воздуховоду (9) поступает на центробежный разделитель концентратор (10), где разделяется на чистый поток, отводимый через патрубок (11) на вторичный вод пылеуловителя на встречных закрученных потоках (13) и пылевоздушный поток, направляемый на первичный ввод потока пылеуловителя ВЗП.

Для определения эффективности разработанной системы на экспериментальной установке были проведены исследования. При проведении исследований методами планирования эксперимента в качестве определяющих факторов были выбраны:

1,общ — расход пылегазовой смеси подаваемой на очистку, м3/ час;

Ьг/Ьобщ - отношение расхода поступающего прохождения разделителя-концентратора на нижний ввод, к общему, подаваемому в пылеуловитель;

Ьз/Ьовщ — отношение расхода поступающего после прохождения разделителя-концентратора на верхний ввод, к общему, подаваемому в пылеуловитель.

В качестве функций отклика приняты величина концентрации пылевых частиц в воздухе вблизи загрузочного проема, эффективность очистки, и коэффициент аэродинамического сопротивления установки.

Для обобщения результатов экспериментальных исследовании, в ходе статистической обработки экспериментальных данных получены следующие эмпирические уравнения, характеризующие зависимость параметров оптимизации от определяющих факторов:

77 = 0,0139-2,042

¿1

I Ь

-19,001

^иСщ

- 0,0007¿о5ч +

+1,27-^- + 4,1935— + 0,0003■

[-общ [-'общ [■'общ [-'общ

Ь.

42 ( и л2

+ 5,826| —^

[""общ у

£ = 143,474 + 87,75' 2 _31,696-Ь- + 28,614-т^--0,01 ■ 46„( • А. ■ ^

+ 0,04881.,*. -

(5)

^общ обиI общ общ

С = 0,0004^ - 0,8607+518,5 (6)

Дисперсия аппроксимации экспериментальных данных полиномами второй степени составляет /г2 = 0,931... 0,983.

На рис. 3 приведена зависимость эффективности очистки экспериментальной установки от соотношения рециркуляционного расхода подаваемого на первичный ввод пылеуловителя ВЗП к общему подаваемому на очистку >1(Ь/1^оби!).

Как следует из представленных данных, оптимальные значения величины доли расхода, подаваемой на нижний ввод аппарата ВЗП после прохождения рециркуляции во всем диапазоне варьирования экспериментальных факторов, лежат в пределах Ь2/Ьобщ = 0,30...0,34, что несколько выше аналогичных значешш, характерных для пылеуловителей на встречных закрученных потоках при прямой подаче пылегазового потока на нижний ввод. Данный факт, объясняется тем, что в предлагаемой компоновке поток, подаваемый на вторичны ввод пылеуловителя после прохождения первичной очистки и последующего разделения в пылеконцентраторе, характеризуется существенно более низкими значениями концентрации пылевых частиц, чем в газе, подаваемом на очистку. При дальнейшем повышении значения доли расхода подаваемого на нижний ввод происходит плавное снижение значения величины эффективности улавливания.

Рис. 3. Зависимость эффективности очистки экспериментальной установки от соотношения рециркуляционного расхода подаваемого на первичный ввод пылеуловителя ВЗП к общему подаваемому на очистку г!(Ь/Ьобщ).

1 - Ьобщ = 1000 мЗ/час, Ь2/Ьобщ = 0,3; 2 - Ьобщ = 1000 мЗ/час, Ь2/Ьобщ = 0,4; 3 - Ьобщ = 1000 мЗ/час, Ь2/Ь„Гщ = 0,2; 4 ~ Ьобщ = 900 мЗ/час, Ь2/Ьобщ = 0,3; 5 ~ Ьобщ = 900 мЗ/час, Ь2/Ьаещ = 0,4; 6 -Ьобщ - 900 мЗ/час, Ь2/Ь„6щ = 0,2; 7 - Ьобщ = 800 мЗ/час, Ь2/Ьобщ = 0,3; 8 - Ьобщ = 800 мЗ/час, Ь2/Ьобщ = 0,4; 9 - Ьобщ = 800 мЗ/час, Ь2/Ьовщ = 0,2.

Диапазон значений величины доли расхода запыленного потока, поступающей от пылсконцентратора на первичный ввод, обеспечивающих максимальную эффективность пылеулавливания составляет Ьз/Ьобщ = 0,10...0,12, независимо от сочетания остальных определяющих факторов. При более низких значениях доли расхода Ь/Ь^щ пылеконцентратор не обеспечивает требуемой эффективности разделения, что приводит к повышению концентрации пылевых частиц в потоке подаваемом на вторичный ввод пылеуловителя, что является причиной снижения значения величины общей эффективности улавливания. При повышении

значений L¡/Lo6ui = О,10...0,12 увеличение долей расхода, подаваемого на рециркуляцию приводит к существенному повышению аэродинамического сопротивления установки.

Í

196 194 192 190 18В 186 184 182 180

0,18 02 0,22 024 0,26 0,28 0,3 0,32 0,34 0,36 0,38 0,4 L 2/L аВщ

Рис. 4. Зависимость коэффициента местного сопротивления установки экспериментальной установки от соотношения

рециркуляционного расхода подаваемого на вторичный ввод пылеуловителя ВЗП к общему подаваемому на очистку С(Ь2/Ь„ещ). 1 - Ьобщ = 1000 мЗ/час, Ь/ЬЛщ = 0,15; 2 - Ьобщ = 1000 мЗ/час, Ь/Ьобщ = 0,10; 3 - Ьобщ ■ 1000 мЗ/час, L¡/Lo6ui = 0,05; 4 - Ьобщ = 900мЗ/час, Ь/Ьо6щ = 0,15; 5-Ьобщ = 900мЗ/час, L/Ь^ = 0,10; 6

- Ьобщ = 900 мЗ/час, Ь/Ьо6щ = 0,05; 7 - Ьобщ = 800 мЗ/час, Ь/Ьобщ

- 0,15; 8 - Ьобщ = 800 мЗ/час, Ь/Ьы-,и1 = 0,10; 9 - Ьобщ = 800 мЗ/час, Lj/Ьобщ - 0,05.

На рис. 4 приведена зависимости коэффициента местного сопротивления

установки от соотношения рециркуляционного расхода подаваемого

соответственно на вторичный и первичный вводы пылеуловителя ВЗП к

общему, подаваемому на очистку. Как следует из данных приведенных на

рис. 3.6, зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления

установки от доли расхода подаваемого на вторичный ввод С(Ь2/Ьобщ)

является возрастающей, во веем диапазоне экспериментальных значений.

Экпериментальные данные позволяют сделать аналогичный вывод относительно зависимости коэффициента аэродинамического сопротивления установки от доли расхода подаваемого на первичный ввод £(Li/Lo6us). Возрастающий характер обоих зависимостей объясняется тем, что оба потока, выходящих из центробежного разделителя-концентратора являются рецируляционными. Следовательно при повышении расхода любого из них происходит повышения общего количества пылевоздушной смеси проходящей очистку в сепарационной камере пылеуловителя, при постоянном расходе подаваемом на очистку установку.

Совместный анализ данных по аэродинамическому сопротивлению и эффективности пылеулавливания экспериментальной установки позволяет сделать вывод о том, что оптимальный режим работы достигается при сочетании значений величины доли расхода, подаваемой на нижний ввод аппарата ВЗП после прохождения рециркуляции 1^/Ьоещ = 0,30...0,34, и значении величины доли расхода запыленного потока, поступающей от пылеконцентратора на первичный ввод L/Lo6ui = 0,10...0,12.

На рис. 5 представлена зависимость концентрации пылевых частиц витающих в воздухе отобранном в непосредственной близости от проема в укрытии бункера, при засыпке его строительными отходами от значения величины расхода пылевоздушной смеси, отводимого мобильной аспирационной установкой. Представленные данные наглядно демонстрируют снижение запыленности атмосферного воздуха достигаемое посредством разработанного технического решения.

Наиболее существенный эффект по снижению запыленности достигается в диапазоне значений расхода пылевоздушной смеси, отводимого от бункера Ьобщ = 800...920 мЗ/час. При этом происходит снижение запыленности с С = 103,2 мг/м3 до С = 86,9 мг/м3

Рис. 5. Зависимость концентрации пылевых частиц витающих в воздухе отобранном в непосредственной близости от проема в укрытии бункера, от значения величины расхода пылевоздушной смеси, отводимого мобильной аспирационной установкой C(Loguf).

Дальнейшее увеличение расхода пылевоздушной смеси не приводит к существенному снижению запыленности, повышая при этом аэродинамическое сопротивление аспирационной установки и снижая ее эффективность. Таким образом, оптимальные значения величины расхода пылевоздушной смеси, отводимой от бункера лежат в пределах Lo6u, = 890...930м3/час.

Для подбора характеристик заркучивателя, позволяющих предотвратить образование пылевых отложений на внутренних поверхностях гофрированного воздуховода, проведены экспериментальные исследования.

В качестве определяющих факторов на этапе планирования эксперимента приняты длина гофрированного воздуховода отнесенная к его присоединительному диаметру, и расход пылегазовой смеси проходящей по воздуховоду

Диапазон изменения интегрального параметра закрутки потока необходимого для обеспечения предотвращения образования пылевых отложений в гофрированном воздуховоде изменяется от Ф* = 0,621 при относительной длине воздуховода 10 диаметров и расходе воздуха Ьо6щ = 1000 м3/час до Ф* = 1,33 при относительной длине воздуховода 20

диаметров и Ьобщ - 800 м3/час. Изменение исследуемого параметра в данном диапазоне позволяет избегать образования пылевых отложений на внутренних поверхностях гофрированного воздуховода, при работе аспирационной установки.

Таким образом, организация закрутки потока позволяет обеспечить возможность присоединения мобильных аспирационных установок к передвижным источникам пылевыделений посредством гибких гофрированных воздуховодов, без риска забивания последних пылевыми отложениями.

Четвертая глава посвящена описанию практической реализации результатов исследования. На основании результатов исследований разработаны рекомендации по проектированию и наладке мобильных аспирационных установок на базе пылеуловителей на встречных закрученных потоках и пылеконцентраторов. Предлагаемая схема мобильной аспирационной установки, опробована и успешно применяется для локализации и очистки пылевых выбросов, образующихся при работах по демонтажу поврежденных зданий.

Суммарный эколого-экономический эффект от использования разработанных решений достигаемый за счет снижения негативного воздействия на окружающую среду и гигиенического эффекта, вследствие локализации и очистки пылевых загрязнений составляет 160 тыс. руб./год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной задачи снижения пылевого загрязнения окружающей среды при производстве работ по демонтажу поврежденных зданий жилой застройки.

На основании результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие основные выводы по работе:

1. Работы по демонтажу разрушенных и поврежденных зданий характеризуются интенсивным образованием пылевидных отходов.

2. На основании анализа результатов натурных исследований получены данные по удельному количеству пылевых отходов, образующихся при проведении работ по демонтажу разрушенных и поврежденных зданий различных типов.

3. Установлено, что наибольшее количество пылевых отходов образуется в процессе погрузочных работ.

4. Применение мобильных аспирационных установок с инерционными пылеуловителями, при работах по демонтажу поврежденных и разрушенных зданий является эффективным решением по локализации образующихся пылевых выбросов.

5. При проектировании аспирационных установок наиболее предпочтительной является одноступенчатая компоновка, т.к. она характеризуется меньшими массово-габаритными параметрами и энергопотреблением, что является важнейшим фактором при обеспечении мобильности.

6. Для обеспечения возможности присоединения мобильной аспирационной установки к источнику загрязнения предлагается использование гибкого гофрированного воздуховода, с организацией закрутки потока в целях предотвращения забивания.

7. В ходе экспериментальных исследований получены эмпирические зависимости, характеризующие эффективность очистки и аэродинамическое сопротивление системы аспирации с предложенной компоновкой.

8. Мобильные аспирационные установки, разработанные на базе предлагаемой компоновочной схемы, являются эффективным решением проблемы локализации и очистки пылевых загрязнений, выделяющихся в атмосферный воздух при производстве работ по демонтажу поврежденных и разрушенных зданий.

9. Суммарный эколого-экономический эффект от использования разработанных решений достигаемый за счет снижения негативного воздействия на окружающую среду и здоровье работающих, вследствие локализации и очистки пылевых загрязнений составляет 160 тыс. руб./год.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

D(d4) - интегральная функция распределения массы частиц пыли по диаметрам, %; dH - эквивалентный размер частиц; tj - общая эффективность пылеочистки, %; LJLoeut - соотношение расходов, подаваемых на нижний и верхний ввод; Мто - масса пыли, выбивающаяся из технологического оборудования, кг/ч; Ке:ш - доля пыли, находящаяся во взвешенном состоянии при определенных схемах воздухообмена; X - коэффициент, характеризующий изменение концентрации пыли за пределами рабочей зоны; К/ „„ -коэффициент, показывающий долю пыли, которая переходит во взвешенное состояние; Ср. 3. - концентрация пыли в рабочей зоне, мг/м3; С„. - концентрация пыли в верхней зоне, мг/м3; Lacn - расход воздуха, удаляемого установками аспирации,

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах и изданиях, определенных ВАК России по направлению "Строительство"

1. Магомадов, И.З. «Разработка и оптимизация мобильной системы пылеулавливания, предназначенной для обеспыливания выбросов при проведении восстановительных работ в строительстве» / Сидякин П.А., Щитов Д.В., Магомадов И.З. // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5; URL: http://www.science-education.ru/119-14537.

2. Магомадов, И.З. «Защита атмосферного воздуха от запыленности при проведении демонтажа зданий и сооружений» [Текст] / П.А. Сидякин, И.З. Магомадов, P.P. Палатов, Г.И. Стате // Технологии гражданской безопасности. Москва, 2014, No. 2 (40). - С. 82-85.

3. Магомадов, И.З. Лаврентьева, J1.M. «Уменьшение пылевого загрязнения при проведении работ по демонтажу и монтажу разрушенного жилого фонда »// Интернет-вестник ВолгГАСУ. сер.: Политехническая выпуск 3(34).

Патенты

1. Патент на полезную модель: Мобильная аспирационная установка / Магомадов И.З., Шульга C.B., Боровков Д.П., и др. - Заявка 049445, рег.№ 2014107457/05(011743); заявл. 17.02.2014.

Отраслевые издания и материалы конференций

4. Магомадов, И.З. «Экологическая безопасность восстановительных работ в строительстве». Материалы всероссийской научно-практической конференции «Наука, образование и производство», ГГНИ Грозный 2006г.

5. Магомадов, И.З. «Инженерно-экологическая проблема восстановительных работ в строительстве» Материалы всероссийской научно-практической конференции «Наука, образование и производство», ГГНИ Грозный 2006г.

6. Магомадов, И.З. «Повышение экологической безопасности восстановительных работ в строительстве», Сборник трудов ГГНИ, выпуск №8, Грозный , 2008, г.

7. Магомадов, И.З. Основные требования к материалам и технологиям восстановительных работ. Сборник трудов ГГНИ - Грозный.: 2009. - С. 3-7.

8. Магомадов, И.З. Основные требования к материалам и технологиям восстановительных работ. Основные требования к материалам и технологиям восстановительных работ. Материалы V Международной конференции. Горное, нефтяное, геологическое, геоэкологическое образование в XXI веке 10-16 октября 2010 г. Москва, РУДН

9. Магомадов, И.З. Экологическая безопасность восстановительных работ в строительстве. Проблемы охраны производственной и

окружающей среды. Сборник материалов и научных трудов инженеров экологов, Выпуск 5. Волгоград.: 2013 - С 60-63.

Магомадов, И.З. Оценка пылевыделения при производстве работ по восстановлению разрушенных зданий и сооружений городского хозяйства». Материалы XV международной научно-практической конференции «Проблемы энергосбережения в промышленном и жилищно-комунальном комплексе». Пенза 2014 г.- С. 218-224.

МАГОМАДОВ ИСА ЗОГУЕВИЧ

СНИЖЕНИЕ ПЫЛЕВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РАБОТ ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ РАЗРУШЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ГОРОДСКОГО

ХОЗЯЙСТВА

Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства.

Охрана труда (строительство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 10.12.2014 Заказ К» 422. Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0 Формат 60x84 1/16 Бумага писчая. Печать плоская. Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет 400074, Волгоград, ул. Академическая, 1. Сектор оперативной полиграфии ЦИТ

05.23.19 -05.26.01 -