автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Снижение пылевыделения от динамических источников на карьерах строительных материалов аэропенным способом

КАМЕНСКИЙ Александр Андреевич

СНИЖЕНИЕ ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЯ ОТ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ НА КАРЬЕРАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ АЭРОПЕННЫМ СПОСОБОМ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (в горной

промышленности)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 КЮН 2011

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

4851037

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Научные руководители'. заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор

Шувалов Юрий Васильевич |, доктор технических наук, профессор

Парамонов Геннадий Петрович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Мазур Андрей Семенович,

кандидат технических наук

Лигоцкий Дмитрий Николаевич

Ведущее предприятие - ФГУП «Национальный научный центр горного производства - Институт горного дела им. А.А.Скочинского».

Защита диссертации состоится 1 июля 2011 г. в 15 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, (Ьо-gusl@spmi.ru), ауд.1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 31 мая 2011 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета доктор технических наук, профессор Э.И.БОГУСЛАВСКИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основными источниками пылеобразования при открытой разработке месторождений строительных материалов являются: бурение; разрушение горных пород взрывом; погрузочно-доставочные и дробильно-сортировочные работы. По данным практики установлено, что удельное количество выделяемой при горных работах пыли на единицу объема добытой горной массы находится в пределах от 30 до 160 г/м3, при этом суммарная величина выделения пылевого аэрозоля (размеры частиц менее 20 мкм) открытыми горными составляет 0,46 млн. т в год.

Рост легочных и других профессиональных заболеваний горнорабочих является следствием загрязнения атмосферного воздуха пылью и газообразными продуктами, эффективное противодействие которому необходимо искать в разработке новых нетрадиционных способов пылеподавления.

Существующие способы борьбы с пылью от динамических источников основаны на их нейтрализации различными растворами, пенами, пылесвязывающими добавками.

Проблеме пылеподавления при ведении горных работ в карьере посвящены работы В. В. Адушкина, П.В. Бересневич, Н.З. Битколова, В.Б. Комарова, К.З. Ушакова, B.C. Никитина, Ю.В. Шувалова, C.B. Михейкина, и других. Труды этих ученых внесли значительный вклад в развитии теории и практического применения различных методов пылеподавления. Тем не менее, несмотря на достигнутые успехи, до настоящего времени эффективного способа пылеподавления не существует.

Цель диссертационной работы. Улучшение условий труда работающих на основе снижения содержания пыли в рабочей зоне карьеров при использовании аэропенного способа пылеподавления.

Идея работы: Снижение уровня загрязнения рабочей зоны пылевым аэрозолем горнорабочих и уменьшения вероятности профессиональных заболеваний может быть достигнуто за счет применения аэропенного способа пылеподавления на основе использования поверхностно-активных веществ.

Основные задачи исследований:

1) анализ и оценка мест выделения пыли от динамических источников на карьерах строительных материалов, их влияние на окружающую среду и здоровье человека;

2) разработка аэропенного способа пылеподавления от динамических источников;

3) разработка методики и лабораторной установки для исследования процессов взаимодействия пыли с водоэмульсионными и аэропенными составами;

4) исследование свойств и состава аэропены для снижения пылевыделения от различных источников на карьере;

5) разработка технологии и рекомендаций по пылеподавлению аэропенным способом при динамических источниках.

Методы исследований.

Работа выполнена с использованием комплекса методов исследований, включающего системный анализ проблемы на основе разработок российских и зарубежных ученых; патентно-информационный анализ; лабораторные и натурные методы изучения процессов пылевыделения и пылеподавления: микроскопический, седиментационный, ситовой анализ дисперсности материала. Исследования проводились на базе кафедр безопасности производств и взрывного дела Санкт-Петербургского государственного горного университета. Для математической обработки данных использовались современные стандартные компьютерные программы пакета МБ-ОГОсе.

Научная новизна работы;

1) Установлены зависимости массы коагулируемой пыли от состава и концентрации пен на основе пеновоздушных аэрозолей;

2) Определены рациональные области применения аэропенного способа пылеподавления для различных источников образования пыли;

Защищаемые научные положения: 1. Для пылеподавления образующейся пыли в технологических процессах при разработке месторождений строительных материалов следует применять пеносодержащие растворы на водной основе с

содержанием олеиновой кислоты (0,8 - 1,2 %), соды каустической (0,4 - 0,6 %) и глицерина (0,2 - 0,4 %).

2. Аэропенный способ борьбы с пылью от динамических источников на карьерах строительных материалов, повышает уровень пылеподавления на 20 % по сравнению с используемыми водоэмульсионными способами.

3. Применение аэропены в качестве забойки скважинных зарядов уменьшает на 30 % выбросы пыли при проведении взрывных работ на карьере.

Практическая значимость работы:

- предложена технология снижения пылевыделения от динамических источников аэропенным способом;

- предложен состав пылегасящей жидкости для аэропенного способа;

- предложены схемы создания системы пылеподавления на карьерах строительных материалов;

- определены оптимальные параметры пеногенерации в зависимости от характеристики пыли.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций подтверждается большим объемом аналитических, лабораторных и экспериментальных исследований аэропенного способа пылеподавления, сходимостью в пределах погрешности численных расчетов с данными инструментальных и опытно-промышленных исследований, результатами внедрения на карьерах строительных материалов ОАО «Гранит-Кузнечное».

Апробация диссертации. Основные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 14 международных, российских научно-технических конференциях, совещаниях, симпозиумах, выставках, в том числе: «Перспективные технологии XXI века» (II Международная выставка и конгресс, г. Москва, 2008,.); 57-й Всемирный Салон инноваций, научных исследований и новых технологий «Иннова-энерджи-2008» (Брюссель - Эврика 2008); VIII Международная конференция «Актуальные проблемы промышленной безопасности от проектирования до страхования» (Санкт-Петербург, 2010 г.); международной выставке-конгрессе «Высокие технологии.

Инновации. Инвестиции» (г. Санкт-Петербург, 2009 г.). Научные разработки отмечены сертификатами, дипломами, медалями. Реализация результатов работы. Разработанные рекомендации по пылеподавлению на дробильно-сортировочных установках и при проведении взрывных работ предполагается внедрить на карьерах ОАО «Гранит-Кузнечное», а также возможно применение на других карьерах по добыче строительных материалов. Научные и практические результаты диссертационной работы можно использовать в учебном процессе при подготовке специалистов по направлению «Горное дело».

Личный вклад автора; заключается в постановке задач исследований, анализе отечественной и зарубежной горнотехнической литературы по теме диссертации, участии в проведении натурных исследований, обработке полученных данных, анализе натурных данных, создании лабораторной установки для исследования особенностей аэропенного способа пылеподавления от динамических источников, выполнении численных экспериментов и разработке практических рекомендаций.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 4 в издании, рекомендованном ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 146 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 96 наименований, включает 37 рисунков, 22 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научным руководителям - заслуженному деятелю науки РФ, д.т.н., проф.1 Ю.В. Шувалову 1и д.т.н., проф. Г.П. Парамонову за идеи, которые послужили основой проведения исследований, внимание, помощь и поддержку, оказанные в процессе выполнения работы; техническим работникам ОАО «Гранит-Кузнечное» и ООО «Городской центр экспертиз» за помощь в сборе информации и проведении промышленных исследований; сотрудникам Центра коллективного пользования Санкт-Петербургского

государственного горного института (технического университета) за

помощь в проведении химического анализа компонентов аэропены, сотрудникам кафедры безопасности производств и взрывного дела за полезные замечания и ценные советы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе диссертационной работы рассмотрен и проанализирован отечественный и зарубежный опыт борьбы с пылью от динамических источников на карьерах строительных материалов. Выполнен анализ и оценка интенсивности пылевыделения от динамических источников при ведении горных работ. Сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе приведены и проанализированы результаты натурных исследований. Проанализировано состояние запыленности рабочих мест в карьерах строительных материалов, проведен анализ влияния пыли на здоровье горнорабочих карьеров строительных материалов и их заболеваемости горнорабочих от воздействия динамических источников пылевыделения; классифицированы известные методы борьбы с пылью на карьерах строительных материалов, из которых были выделены основные: сухие методы пылеподавления, методы борьбы с пылью водой и водными растворами, а также методы борьбы с пылью на основе фазовых изменений состояния воды. На основании выполненных исследований установлено, что наиболее эффективным является способ, связанный с применением водных растворов (аэропенный способ пылеподавления).

В третьей главе проведены натурные исследования эффективности применения аэропенного способа борьбы с пылью на карьерах строительных материалов по сравнению с водоэмульсионным. Определены параметры аэропены и рациональной области их применения.

В четвертой главе проведены промышленные испытания аэропенного способа пылеподавления на карьерах ОАО «Гранит-Кузнечное». На основании проведенных исследований разработаны технология и рекомендации по применению аэропены при производстве взрывных работ и на дробильно-сортировочной установке Представлена сравнительная оценка разработанного аэропенного способа с применяемыми способами пылеподавления на карьерах ОАО «Гранит-Кузнечное».

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Для пьтеподавления образующейся пыли в технологических процессах при разработке месторождений строительных материалов следует примененять пеносодержащие растворы на водной основе с содержанием олеиновой кислоты (0,8 - 1,2 %), соды каустической (0,4 - 0,6 %) и глицерина (0,2 -0,4 %).

Известно, что пылеподавление в отраслях горной промышленности и народном хозяйстве осуществляется в основном водой или водоэмульсионными растворами. В тоже время использование данных способов не является достаточно эффективным методом борьбы с пылью от динамических источников.

В лаборатории кафедры «Безопасности производств и разрушения горных пород» Санкт-Петербургского государственного института (технического университета] имени Г.В. Плеханова под руководством проф. О.В. Шувалова разработан и запатентован аэропенный способ пьтеподавления, основанный на действии высокократной пены из водного раствора с добавлением поверхностно-активного вещества (ПАВ), представленного олеиновой кислотой.

Аэропенный способ пьтеподавления характеризуется тем, что связывание и коагуляция пыли осуществляется в воздушном потоке аэрозоля, включающего воздухонаполненные водные (98 %) пены высокой кратности, в состав которых входят поверхностно-активное вещество - олеиновая кислота (0,8-1,2 %), сода каустическая (0,4-0,6 %), и глицерин (0,2-0,4 %). Пылеподавление осуществляется путем выдувания раствора через сопла форсунки на запыленные поверхности.

Для установления оптимального компонентного состава аэропены и ее эффективности при пылеподавлении были проведены лабораторные исследования на специально разработанной опытной установке (рис.1).

Рис. 1 Конструкция опытной установки: генератор воздуха (1), стеклянная трубка (2), деревянный каркас (3), кольца мыльных пузырей (4), воронки для подачи пыли (6), ванны для слива отработанной жидкости (8), (9) (погашенная пена с осевшей в нее

пылью).

Рис. 2. Общий вид опытной установки.

Для исследования процесса оседания пыли использовались 10 съемных квадратный поверхностей из наждачной бумаги, размером 25x25 см., размещенных в нижней части модели по ходу воздуха.

Результаты экспериментального исследования состава аэропены, обеспечивающего эффективное пылеподавление,

показали, что основным связующим компонентом является олеиновая кислота и представляющая поверхностно-активное вещество (ПАВ). Глицерин и каустическая сода добавляются для стабилизации пузырьков аэропены. Опытным путем установлено, что наибольшую стабилизацию глицерин дает при 0,2-0,4 % компонента, а сода каустическая - при 0,4-0,6 %. Экспериментально установлено, что процентное содержание олеиновой кислоты (как основного компонента) должно составлять от 0,8 % до 1,2 %. На рис. 3 представлена зависимость влияния олеиновой кислоты в составе аэропены на массу осевшей пыли (Мое) от расстояния ее оседания (Ю.

Рис.3. Зависимость массы осевшей пыли от содержания олеиновой кислоты в составе аэропены: 1 - 0,6 %, 2 - 0,8 %, 3-1,2

%, 4 - 1,4 %.

Для установления эффективности аэропенного способа пылеподавления по сравнению с применяемым водоэмульсионным способом были проведены экспериментальные исследования в лабораторных условиях. На рис.4, представлен результат сравнительной эффективности пылеподавления при использовании аэропенного и водоэмульсионного способов.

Для исследований были выбраны короткоживущие высокократные пены со скоростями ее формирования воздушным потоком в пределах от 0,2 м/с до 0,6 м/с.

Мое, г

Рис.4. Зависимость массы осевшей пыли (Мое) от расстояния ее оседания (К) при использовании аэропенного (кривая 1) и водоэмульсионного способов (кривая 2).

В результате выполненных исследований установлено, что данный аэропенный способ при заданных параметрах смеси более эффективный, чем водоэиульсионный и может быть использован для подавления пыли, образующейся в технологических процессах на карьерах, что доказывает данное положение.

2. Аэропенный способ борьбы с пылью от динамических источников на карьерах строительных материалов, повышает уровень пылеподавления на 20 % по сравнению с используемыми водоэмульсионными способами.

Динамическими источниками пылевыделения при разработке месторождений строительных материалов являются взрывные работы, транспортирование полезного ископаемого и дробление. Анализ существующих в литературе данных подтверждает, что данные источники обуславливают во многом фоновую концентрацию пыли на рабочих местах. При этом концентрация пыли от динамических источников суммируется с фоновой концентрацией, что формирует суммарную пылевую нагрузку на горнорабочих.

Подробный анализ аэротехногенного воздействия динамических источников представлен для условий карьеров строительных материалов ОАО «Гранит-Кузнечное» представлен в таблице 1.

Одним из основных источников пылеобразования является процесс дробления горной массы на фракции поставляемой продукции. Промышленные испытания аэропенного способа пылеподавления проводились на конвейере №5-С5 мобильного дробильно-сортировочного завода New Telsmith в карьерном поле «Кузнечное» ОАО «Гранит-Кузнечное». Действующая система пылеподавления при дроблении горной массы осуществляется путем диспергирования водной эмульсии с применением форсунок на транспортируемую переработанную горную массу. Для оценки эффективности пылеподавления произведены замеры осевшей пыли в точке сбора при применении водной эмульсии и при применении аэропенного способа. Критерием оценки эффективности является масса пыли, осевшей в точке замера в течение рабочей смены.

На рисунке 5 представлена схема пылеподавления на узле №5 транспортирования готовой продукции, а на рисунке 6 показаны пылевые отвалы, образующиеся после пылеподавления водной эмульсией.

Таблица 1 - Оценка интенсивности пылевыделения в зависимости от динамических источников

Динамический источник Оценка интенсивности пылевыделения Запылен ность воздух, мг/м3

в единицу времени, мг/с На единицу добычи, мг/м3

Взрывные работы 17-1900 (с пылеподавлением) 34-60000 (без пылеподавления) (0.24-3.4)103 (0.32-148)103 5-10 200

Транспортиров ание горной массы: - автомобили - конвейеры - транспорт 6000 400 100 0.7 103 2-11

Сортировка и складирование Дробление 115-150 100-11000 - 15-150 60-250

Рис.5 Схема пылеподавления на узле №5 транспортирования

Рис.6. Пылевые отвалы после пылеподавления водной эмульсией

Проведенные исследования позволили установить следующее:

1. При использовании аэропенного способа пылеподавления и штатного (водоэмульсионного), масса осевшей пыли в месте пылеосаждения на 20% больше, чем при водоэмульсионном при равных расходах жидкости (растворов) в единицу времени.

2. При аэропенном способе пылеподавления за счет живучести пены длина фронта осаждения пыли составляет 1,6 м, а для водоэмульсионного 2,2 м.

Таким образом применение аэропенного способа повышает уровень пылеподавления на 20 %, по сравнению с применением водоэмульсинного способа, что доказывает данное положение.

3. Применение аэропены в качестве забойки скважинных зарядов уменьшает на 30 % выбросы пыли при проведении взрывных работ на карьере.

Наиболее мощным динамическим источником пылевыделения являются взрывные работы, интенсивность которых зависит от внешних факторов (климат, влаговыпадание - орошение, обводненность и т.д.), а также от крепости пород. При массовых взрывах объемы пылевого облака достигают (0,5 - 10) 103 м3, а перенос пыли ветром может осуществляться до десятков километров от места взрыва.

Для снижения образования и выброса пылевых фракций при производстве взрывных работ применяются различные способы пылеподавления, например орошение поверхности взрываемого блока, забойка скважин.

Забойка задерживает продукты детонации в зарядной полости, и тем самым, обеспечивает как полноту детонации ВВ, так и высвобождение максимальной доли его потенциальной энергии на полезную форму работы. Применение забойки (водяных ампул) снижает выброс пыли в окружающую среду.

Одним из способов уменьшения выброса пыли при производстве взрывных работ является применение аэропены в качестве забойки скважинных зарядов. Одним из важных показателей применения аэропены в качестве забойки является время существования пены. Учитывая ранее проведенные исследования свойств аэропены был принят следующий компонентный состав: олеиновая кислота 35%, сода каустическая 15%, глицерин до 10%, вода 40%. За счет увеличения процентного содержания компонентов мы получаем пену с повышенной вязкостью и плотностью жидкости.

Для определения времени существования пены и потери ее массы (высоты столба), были проведены лабораторные исследования. Готовая к испытанию аэропена заливалась в мерный цилиндр, при этом фиксировалось время и высота. Мерный цилиндр представлял собой пластмассовую трубу диаметром 300 мм и высотой 1200 мм. На рис.7 представлена фотография готовой аэропены в мерном цилиндре.

Результаты лабораторных исследований показали, что для аэропены выбранного состава и времени существования (12 часов), потеря ее стойкости (высоты аэропены в цилиндре) составляет 4 %, что подтверждает возможность ее применения в качестве забойки.

Исследования эффективности применения аэропены в качестве забойки скважинных зарядов проводились в условиях карьера «Ровное-1» ОАО «Гранит-Кузнечное». Опытные взрывы проводились по породам с крепостью по проф. Протодьяконову М.М. f=10-12. Заряды граммонита 79/21 размещались в скважинах диаметром 150 мм. Глубина скважины составляла 10 м, длина забойки 3 м.

Рис. 7. Схема испытания аэропены в мерном цилиндре.

Для оценки пылевого загрязнения при взрыве зарядов с забойками из аэропены и бурового шлама, на расстояниях 50-120 м от края взрываемого блока устанавливались пылесборники. Результаты опытных взрывов представлены на рис.8.

Рис.8. Зависимость количества осевшей пыли фракции 0-250 мкм от расстояния при взрыве скважинных зарядов: 1 - заряд с забойкой из бурового шлама, 2 - заряд с забойкой из аэропены.

Результаты опытных взрывов показали, что при использовании аэропенной забойки пыль (частицы размером менее 200 мкм) осела на расстоянии менее 90 м. В исследуемых пробах пыли при использовании аэропенной забойки обнаружено на 30% больше мелкодисперсных частиц по сравнению с буровым шламом. Коагуляция аэропеной мелкодисперсных частиц пыли способствует их оседанию на исследуемых расстояниях значительно раньше, чем при использовании забойки из бурового шлама.

Таким образом применяемая аэропена в качестве забойки скважинных зарядов снижает уровень загрязнения атмосферы карьерного поля на 30 % по сравнению с забойкой из бурового шлама, что подтверждает данное научное положение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи снижения пылевыделения от динамических источников на рабочее пространство карьеров строительных материалов.

Основные научные результаты и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. На основе выполненных исследований установлено, что состав аэропены (олеиновая кислота 0,8 - 1,2 %, сода каустическая 0,4 - 0,6 %, глицерин 0,2 - 0,4 %, вода - остальное) по сравнению с традиционными способами пылеподавления обладает большей эффективностью и может быть использован в технологических процессах при добыче и переработке горных пород на карьерах строительных материалов.

2. Прогнозная пылевая нагрузка на органы дыхания рабочих карьеров, принимаемая за основу при выборе мероприятий по их защите от воздействия пылевого фактора, должна рассчитываться с учетом параметров, связанных с проведением взрывных работ, линейных источников пылевыделения, схемы проветривания и «розы ветров», характеризующей район расположения карьера.

3. Прогнозная санитарно-гигиеническая оценка применения аэропенного способа пылеподавления свидетельствует об

уменьшении пылевой нагрузки на органы дыхания рабочих карьеров ОАО «Гранит-Кузнечное» на 20%, что приведет к улучшению условий труда по пылевому фактору.

4. Технико-экономическая оценка применения аэропенного способа при борьбе с пылью образующейся при дроблении горных пород в сравнении с водоэмульсионными, позволяет снизить затраты на пылеподавление до 400 рублей за 1 м3 при равных расходах, в ценах декабря 2010 года.

5. Установлено, что при взрывании зарядов взрывчатых веществ с аэропенной забойкой (в сравнении с забойкой из бурового шлама) загрязнение атмосферы в зоне горных работ пылевыми фракциями менее 250 мкм уменьшается на 30%.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Каменский A.A. Исследование коагуляции пылевой фракции при применении аэропенного способа пылеподавления // Записки Горного института. Т. 189, 2011 г., СПб.: СПГГИ (ТУ), с. 138-141.

2. Каменский A.A. Исследование нового аэропенногос способа борьбы с пылью в изолируемых проветриваемых сооружениях / Ю.В. Шувалов, Ю.Д. Смирнов, A.A. Каменский // Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития -материалы XI международной конференции студентов и молодых ученых, 2007г., с.275-277.

3.Каменский A.A. Новые технологии обеспечения безопасности при добыче полезных ископаемых / B.C. Литвиненко, Ю.В. Шувалов, А.Н. Никулин, H.A. Гаспарьян, Ю.Д. Смирнов, A.A. Каменский // Записки Горного института. Т. 172, 2007 г., СПб.: СПГГИ (ТУ), с. 178-185.

4. Каменский A.A. Использование устойчивых пен и фазовых переходов воды в системах управления пылевым режимом горнодобываюих предприятий / Ю.В. Шувалов, А,П. Бульбашев, Ю.Д. Смирнов, A.A. Каменский // Материалы Международной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера». 2007 г., Воркута: ВГГУ, с. 211-214.

5. Каменский A.A. Безопасность промышленных процессов при подземной и открытой разработке угольных месторождений / Ю.В. Шувалов, Ю.Д. Смирнов, A.A. Каменский // Известия самарского научного центра РАН, Спец.выпуск: «Безопасность. Технологии. Управление», Т.2, 2007 с. 84-88.

6. Каменский A.A. Снижение загрязнения окружающей среды на поверхностном комплексе угольных шахт и разрезов Севера методом снегогенерации / Ю.В. Шувалов, Ю.Д. Смирнов, A.A. Каменский, С.И. Акимин // Труды 7- ой Межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения», Филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт», - Воркута, 2009 г., с. 313-317.

7. Каменский A.A. Использование пароконденсационного способа пылеподавления при различных технологических операциях добычи полезных ископаемых / Ю.Д. Смирнов, A.A. Каменский, A.B. Иванов // Записки Горного института. Т. 186, 2010 г., СПб.: СПГГИ (ТУ), с. 178-185.

8. Каменский A.A. Распределение продуктов разрушения гранитных массивов / Г.П. Парамонов, Ю.И. Виноградов, A.A. Каменский / Записки Горного института. Т. 189, 2011 г., СПб.: СПГГИ (ТУ), с. 146-151.

9. Патент 2332572. Способ пылеподавления / Шувалов Ю.В., Смирнов Ю.Д., Веселов А.П., Каменский A.A., Опубл. 27.08.2008.

10. Патент 2334110. Состав для защиты выработанного пространства и профилактики эндогенных пожаров / Шувалов Ю.В., Смирнов Ю.Д., Веселов А.П., Каменский. A.A., Опубл. 20.09.2008.

РИЦ СПГГУ. 27.05.2011. 3.305 Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Выводы:

1. На основе анализа данных исследований установлено, что состав аэропены (олеиновая кислота 0,8 - 1,2 %, сода каустическая 0,4 - 0,6 %, глицерин 0,2 - 0,4 %, вода - остальное) по сравнению с традиционными способами пылеподавления обладает большей эффективностью и может быть использован для пылеподавления в технологических процессах при добыче и переработке горных пород на карьерах строительных материалов.

2. Прогнозная пылевая нагрузка на органы дыхания рабочих карьеров, принимаемая за основу при выборе мероприятий по их защите от воздействия пылевого фактора, должна рассчитываться с учетом параметров, связанных с проведением взрывных работ, линейных источников пылевыделения, схемы проветривания и «розы ветров», характеризующей район расположения карьера.

3. Прогнозная санитарно-гигиеническая оценка применения аэропенного способа пылеподавления свидетельствует об уменьшении пылевой нагрузки на органы дыхания рабочих карьеров ОАО «Гранит-Кузнечное» на 20%, что приведет к улучшению условий труда по пылевому фактору.

Глава 4. Разработка технологии и рекомендации! аэропенного способа пылеподавления для условий!карьеров ОАО «Гранит

Кузнечное».

4.1. Общая характеристика предприятия ОАО «Гранит-Кузнечное» .

ОАО «Гранит-Кузнечное» расположено в Приозерском районе Ленинградской области в пос. Кузнечное.

ОАО «Гранит-Кузнечное» разрабатывает три карьера набазе:

- месторождения гнейсо-гранитов «Ровное»;

- месторождения!гранитов-и гнейсо-гранитов «Кузнечное-1»; i

- месторождения гнейсо-гранитов «Кузнечное».

На базе каждого карьера действует три. производства №№ 1, 2, 3.

На производстве №1 работают щебеночный завод' «Ровное» и ДСЗ> «Telsmith».

На производстве №2 эксплуатируется щебеночный завод «Кузнечное-1».

На производстве №3 эксплуатируются дробильно-сортировочный завод и ДСУ.

Все три промплощадки имеют необходимое путевое развитие, подъездные пути, примыкающие к ж.д. ст. Кузнечное Октябрьской железной дороги РАО «РЖД». Промплощадки производств связаны с карьером откаточными автодорогами, имеющими капитальное покрытие.

На транспортировании горной массы и вскрышных пород используются автосамосвалы БелАЗ грузоподъемностью 42 и 30 т.

Часть готовой продукции1 ОАО' «Гранит-Кузнечное» отправляется i потребителям водным транспортом^ с причала, расположенного на Ладожском озере. Производство №1 связано >с причалом« железнодорожным путем.

Для приема, хранения и выдачи взрывчатых веществ на* предприятии имеется два склада ВВ. Взрывчатые материалы доставляются железнодорожным транспортом и разгружается на специальной площадке, расположенной на промплощадке производства №2.

В зимнее время автодороги систематически очищаются от снега, льда, посыпаются песком, а в летнее время для предотвращения пылеобразования поливаются водой.

Все места погрузки и разгрузки, а также внутрикарьерные автодороги в темное время суток освещены.

Количество производимой продукции: щебень фр. 5-20 мм - 463000 м в год, фр.20-40 мм - 137000 м3 в год, песок из отсевов дробления кр. 0-5 мм

3 3

215000 м в год и щебеночно-песчаная смесь (С2) кр. 0-20 мм<- 70000 м год.

Технологическая схема включает следующие операции:

1. Производство промпродукта на карьере;

2. Переработка промпродукта на щебень на одной из промплощадок.

В одном из карьеров самоходный гусеничный агрегат первичного дробления Locotrack LT 125 устанавливается в добычном забое экскаватора VOLVO ЕС-460В и передвигается вслед за ним, работая в едином комплексе по циклично-поточной схеме. В агрегате ЬТ 1-25 разрыхленная горная масса кр. 0-800 мм подвергается дроблению и грохочению с целью получения щебеночно-песчаной смеси (ЩПС) кр. 0-20 мм и промпродукта кр. 0-230 мм, которые складируются'В конуса.

Из конусов ЩПС вывозится автотранспортом на склад отсевов дробления, а промпродукт - на основную промплощадку для разгрузки на промежуточном складе.

На промплощадке располагаются следующие основные объекты:

- склад промпродукта кр. 0-230 мм;

- мобильный дробильно-сортировочный завод NEW Telsmith на колесном шасси, с центром управления;

- бытовое здание для обогрева и отдыха;

Для подъезда к промскладу используются существующие автодороги и только к промплощадке №2 предусмотрено строительство подъезда. Ширина проезжей части принята 8,0 м, обочин — 2,5 м.

- объединение классов 10-20 и 5-10 мм в 5-20 мм и вывод из технологической схемы.

Режим работы МДСЗ - круглогодовой, 250 рабочих дней в году в 2 смены по 12 часов при непрерывной рабочей неделе.

В карьере около забоя установлен самоходный агрегат первичного дробления Locotrack LT125 фирмы «Metso Minerals», который работает в паре с добычным экскаватором VOLVO ЕС-460В.

Из бункера масса поступает на вибропитатель В13-44-2V( 1,3x4,4 м), оборудованный колосниковой решеткой с зазорами 105 мм.

На решетке материал разделяется на классы 100-800 и 0-100 мм.

Материальный баланс и производительность МДСЗ приведены в таблице 4.1.

1. А. П. Бульбашев, Ю.В.Шувалов. Борьба с пылью на карьерах по добыче строительных материалов.- СПб: МАНЭБ, 2006. 208 с.

2. Пат.2001108426 РФ. Способ улавливания тонкодисперсной, пневмокониозоопасной пыли в горной выработке и устройство для его осуществления / Машковцев И. Л. и др. // Опублик. 20.02.2003. / М., РУДН.

3. Пат. 99104739 РФ. Способ удаления пыли и газа при механизированной проходке горных выработок / Трубицын А. А. и др. // Опублик. 10.01.2001. / г. Кемерово, ВостНИИ.

4. Пат. 2332572 РФ. Способ пылеподавления / Шувалов Ю.В. и др. // Изобретение. 2008. №24.

5. Ю.В.Шувалов и др. Конденсационное увлажнение аэрозолей и аэрогелей угольной пыли // Записки СПГГИ (ТУ), том. 139 / СПб, 1994, с. 118-124.

6. Ф.С. Клебанов и др. Воздух в шахте // изд. «Имидж-Сет» / М., 1995, с. 154-168.

7. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л., Корнейчук Д.А. Промышленные отходы как источник ресурсосбережения в производстве строительных материалов. Экотехнология и ресурсосбережение. 1997, № 6, с. 92-99.

8. Нифонтов Ю.А. Рациональное использование отходов обогащения угля и снижение экологической напряженности при разработке месторождений Севера России. С-Пб, РИО СПГГИ (ТУ), 2000, с. 54-67.

9. Методика экологической экспертизы предпроектных и проектных материалов по охране атмосферного воздуха. М., 1995.

10. Мальченко С.Н., Чистик О.В., Чудаков В.А. Проблемы химии окружающей среды. Ч. 1. Химические проблемы окружающей среды (учебн. пос). Минск, 1997.

11. Лисин B.C., Юсфин Ю.С Ресурсо-экологические проблемы XXI века и металлургия. М.: Высш. шк., 1998, cl 17-120.

12. Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов Северо-западного региона / Монография: A.A. Бенин, Ю.В. Шувалов, Ю.А.Нифонтов (С. 167-208), В.Ф.Шуйский, Э.И.Богуславский СПб, СПГГИ(ТУ), 2002, 238 'с.

13. Шувалов Ю.В"., Павлов И.А., Попов М.М. Аэродинамика Выработанных пространств с аэродинамическими сопротивлениями. СПб., Сб. научных докладов «Научно-педагогическое наследие профессора И.И. Медведева. Изд-во МАНЭБ, 1999.

14. Патент 6010083 США — Эжекторный пеногенератор и способ образования высококачественной пены.

15. A.c. 1174693 СССР, МКИ F 25.С.З/04. Устройство для получения искусственного снега / М.Т. Осодоев, А.И. Божедонов, Ю.В. Шувалов и др. / № 3718495/28-13. Опубл. 23.08.85. Бюл. № 31. Открытия. Изобретения. 1985.

16. Безопасный труд и культура охраны труда / Материалы международной организации труда. М., 2000.

17. РогалевВ.А. Нормализация атмосферы горнорудных предприятий. -М.: Недра, 1993, 263 с.

18. СеникА.В. Природоохранная деятельность комбината // Горный журнал. М., 2005, № 1.

19. Смирнов B.C., Пермяков P.C. Народно-хозяйственная эколого-экономическая оценка открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых//Горный журнал. М., 1992, № 1.

20. Чулаков П.Ч. Теория и практика обеспыливания атмосферы карьеров. -М.: Недра, 1973, с. 48-57.

21. Шувалов Ю.В., Асад Мохаммад, Бульбашев А.П. Предотвращение пылегазовых выбросов и снижение запыленности атмосферы в карьерах / Экология и развитие Северо-запада России. Научные доклады четвертой международной конференции.- СПб: МАНЭБ, 1999.

22. Шувалов Ю.В., Бобровников В.Н., Белозеров В.А., Веселов А.П. Конденсационное увлажнение и предотвращение взрывов пыли. Горный журнал, № 1, 1994, с. 46-51.

23. Пат. 2039294 РФ. Шахтный парогенератор / Шувалов Ю.В., Бобровников В.Н., Белозеров В.А. и др. // Опублик. 09.07.95. / Бюлл. изобр. № 19.

24. Битколов Н.З., Медведев И.И. Аэрология карьеров. М.: Недра, 1992.

25. Азимов P.A., Бульбашев А.П., Бурмистрова В.В., Шувалов Ю.В. Современные технологии разработки месторождений строительных материалов. СПб: МАНЭБ, 2003.

26. Нестеренко Г.Ф. Управление аэрогазодинамическими и тепломассообменными процессами при нормализации атмосферы карьеров. — Пермь: Автореферат диссертации на соискание степени доктора технических наук, 2008.

27. Амха Б.Г. Совершенствование методики расчета пылегазовых выбросов в атмосферу при взрывных работах на карьерах. Тула: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2008.

28. Амелин А.Г., Теоретические основы образования тумана при конденсации пара, 3 изд., М., 1972.

29. Исаченко В.П., Теплообмен при конденсации, М., 1977.

30. Bureau of Mines: U.S. Department of the Interior. Dust Control Handbook for Minerals Processing. Authored by Vinit Mody and Jáchete, 1987.

31. Интернет-ресурс: http://www.osha.gov/SLTC/silicacrystalline/dust/

32. Интернет-ресурс: www.dustboss.com.

33. Интернет-ресурс: http://iola-k.com/index.php

34. Пат. 2273738 РФ. Способ пылеподавления при взрывных работах / Бригадин И.В., и др., Бюл., № 10, 2006 г.

35. Интернет-ресурс: http://www.intelproperty.ru/servicesl.html

36. Патент РФ № 2332572 Способ пылеподавления, Шувалов Ю. В., и др., Бюл., № 24, 2008 г.

37. Битколов Н.Э., Медведев И.И. Аэрология карьеров. М.: 1992. -272 с.

38. A.C. СССР №1712627, Способ защиты воздушной среды карьеров от загрязнений, Бюл., №6, 1992.

39. A.C. СССР №1425350, Способ пылегазоподавления при массовых взрывах в карьерах, Бюл., №35, 1988.

40. Гончаров С.А. и др., Оценка электростатического заряда пылевых частиц, образующихся при добыче железистых кварцитов. Горный журнал, №7, 2002, с. 118-120.

41. Пат. 2301342 РФ. Устройство для пылеподавления при массовых взрывах в карьере / Анисимов В.Н., Бюл., 17, 2007 г.

42. Патент РФ №2230997 Установка для связывания пыли, Шувалов Ю. В., и др., Бюл., № 17, 2004 г.

43. Белоглазов И. Н., Голубев В. О., Тихонов О. Н., КууккаЮ., Яскеляйнен Эд. Фильтрование технологических пульп / М.:ФГУП «Издательский дом «Руда и металлы», 2003. - 320 с.

44. Коган В. Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. Равновесие между жидкостью и паром, Кн. 1-2. M.JL: Наука, 1966. - 646 с.

45. Патент РФ №2100612, Способ предотвращения взрывов газа в выработанном пространстве шахт / Шувалов Ю.В., и др., Бюл. №36, 1997.

46. Временная инструкция по профилактике взрывов отложений угольной пыли конденсационным увлажнением. Воркута. - 1995.

47. Сметанин, М.М. Пылеподавление паром низких параметров на обогатительных фабриках: Безопасность труда в промышленности / М.М. Сметанин, А.И. Агошков, И.П. Озерный. -М.: Недра. 1980, с.159-163.

48. Пат. 2142564 РФ. Способ пылеподавления на открытых угольных складах / Тарасов Ю. Д., приоритет от 03.12.1998, 1999 г.

49. Бульбашев А.П., Шувалов Ю.В. Борьба с пылью на карьерах по добыче строительных материалов. СПб: МАНЭБ, 2006. - 208 с.

50. Чукин В. В. Физика облаков. Конспект лекций. 1-изд., СПб -2005.-73 с.

51. Пат. 2014470 РФ. Способ получения диспергированной воды для пылеподавления / Липкин Г.З. // приоритет от 06.06.1991, 1994 г.

52. Пат. 2350755 РФ. Шахтный взрывобезопасный парогенератор / Шувалов Ю. В., и др. // Бюл., № 7, 09.09.2009 г.

53. Пат. 2303480 РФ. Способ очистки пылегазовых выбросов, Шувалов Ю. В., и др. // Бюл., № 21, 15.03.2007 г.

54. Пат. 2168700 РФ . Способ пылеподавления при массовых взрывах отбойных скважин на карьерах / Каркашадзе Г.Г. и др. // приоритет 08.11.2000,2002 г.

55. Азаров В.Н. О концентрации и дисперсном составе пыли в воздухе рабочих и обслуживаемых зон предприятий стройиндустрии // Междунар.конф. «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды». Волгоград, 2003, с. 3-7.

56. Алборов И.Д., Харебов Г.З., Степанова C.B. Состояние экосферы при эксплуатации карьеров. Магадан: Колыма, 2003, № 4, с.44-47.

57. Балтренас П.Б. Обеспыливание воздуха на предприятиях стройматериалов. М.: Стройиздат, 1990. - 184 с.

58. Безопасный труд и культура охраны труда / Материалы международной конференции по организации труда. М., 2000.

59. Беспамятное Г.П., Кротов Ю.А Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде: Справочник. JL: Химия, 1985. - 528 с.

60. Битколов Н.З., Медведев И.И. Аэрология карьеров. Учеб. для вузов. М.: Недра, 1992. - 309 с.

61. Битколов Н.З., Никитин B.C. Проветривание карьеров. Учеб. для вузов. М.: Недра, 1975. - 323 с.

62. Болезни органов дыхания // Общая заболеваемость населения по классам, группам болезней и отдельным заболеваниям, зарегистрированным в лечебно-профилактических учреждениях. Информационно-аналитический центр Министерства здравоохранения России. М., 2002.

63. Вигдорчик Е.А. Задержка аэрозолей при дыхании. Л.: Недра, 1948, с.72-75.

64. Временное методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов / НИПИОТстрой. Новороссийск, 1985. - 157 с.

65. Дикарев В.И., Рогалев В.А., Денисов Г.А., Доронин А.П. Методы и средства защиты человека и окружающей среды. СПб.: МАНЭБ, 1999, с. 1519.

66. Заболеваемость населения // Здравоохранение в Российской Федерации (статистический сборник). Госкомстат России. М., 2006.

67. Защита окружающей среды от техногенных воздействий. Учебное пособие / Под ред. Г.В. Невской. М.5 1993.

68. Зберовский A.B. Охрана атмосферы в экосистеме «Карьер -окружающая среда человек». - Днепропетровск, РИО АП ДКТ, 1997. - 136 с.

69. Измеров Н.Ф. Медицина труда в третьем тысячелетии // Медицина труда и промышленная экология. М., 1998, № 6, с. 121-124.

70. Измеров Н.Ф., Лебедева Н.В. Профессиональная заболеваемость. -М.: Медицина, 1993. 288 с.

71. Измеров Н.Ф., Суворов Г.А., Куралесин H.A. и др. Руководство. Физические факторы. Эколого-гигиеническая оценка и контроль: В 2 тт. -Т.1. М.: Медицина, 1999. - 440 с.

72. Киселев Е.Е., Фридман К.Б. Оценка риска здоровью. Подходы к использованию в медико-экологических исследованиях и практике управления качеством окружающей среды: Методич. пособие. СПб.: Международный институт оценки риска здоровью, 1997.

73. Коваленко А.И. и др. Прогнозная оценка воздействия пылевого фактора на окружающую среду // Горный журнал. М., 1990, № 5., с. 23-26.

74. Конорев М.М., Нестеренко Г.Ф. Вентиляция ипылегазоподавление в атмосфере карьеров. Екатеринбург: ИГО УрО РАН, 2000.-312 с.

75. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. Под ред. Исаева JI.K. СПБ.: Эколого-аналитический информационный центр «Союз», 1998. - 896 с.

76. Лобода А.И., Ребристый Б.Н., Тыщук В.Ю. Борьба с пылью на открытых горных работах. Киев: Техника, 1989, с.36-37.

77. Методика расчета вредных, выбросов (сбросов)1 для комплекса оборудования открытых горных работ (на основе удельных показателей) /

78. Национальный научный центр горного производства институт горного делаим. A.A. Скочинского. М.: Люберцы, 1999.

79. Методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. Новороссийск: НПО «Союзстромэкология», 1989.

80. Никитин B.C., Левинский О.Б. Обеспыливание атмосферы карьеров. Ташкент: Фан, 1974, с.215-254,

81. Никитин B.C., Чесноков М.М. Борьба с пылью и газами на открытых горных разработках. М.: Госгортехиздат, 1961. - 347 с.

82. Певзнер М.Е., Малышев A.A. и др. Горное дело и охрана окружающей среды: 2-ое изд., перераб. и доп. М.: МГГУ, 2000. - 299 с.

83. Смирнов B.C., Пермяков P.C. Народно-хозяйственная эколого-экономическая оценка открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых//Горный,журнал. М., 1992, № 1, с. 34-38.

84. Каменский,A.A. Исследование коагуляции пылевой фракции при применении аэропенного способа пылеподавления // Записки Горного института. Т. 189, 2011 г., СПб.: СПГГИ (ТУ), с. 138-141.

85. Парамонов Г.П. Распределение продуктов разрушения гранитных массивов / Парамонов Г.П., Виноградов Ю.И., Каменский A.A. / Записки Горного института. Т. 189, 2011 г., СПб.: СПГГИ (ТУ), с. 146-151.

86. Патент 2332572. Способ пылеподавления / Шувалов Ю.В., Смирнов Ю.Д., Веселов А.П., Каменский A.A., Опубл. 27.08.2008.