WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

«АЛЕКСАНЬЯН АРТУР АРАМОВИЧ Управление промышленной безопасностью эксплуатации морских гидротехнических сооружений шельфа юга Вьетнама (на примере месторождения Дракон СП Вьетсовпетро) Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2011 Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии Институт проблем транспорта...»

«Ширшов Александр Борисович СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ВРЕДНОГО И ОПАСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ТЯГОВОЙ СЕТИ специальность 05.26.01 – Охрана труда (электроэнергетика) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Челябинск – 2006 Работа выполнена на кафедре Безопасность жизнедеятельности ГОУ ВПО Уральского государственного университета путей сообщения. Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Кузнецов К.Б. Официальные...»

«Сытдыков Максим Равильевич МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОРОШКОВОГО ОГНЕТУШИТЕЛЯ СО ВСТРОЕННОЙ ПОРИСТОЙ ЕМКОСТЬЮ (применительно к пожароопасным производственным объектам нефтебаз) 05.26.03 пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт- Петербург – 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Научный руководитель – доктор технических наук,...»

«РЫБНИКОВА АННА ВИКТОРОВНА ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРИГОДНОСТИ СПЕЦИАЛИСТОВ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ К ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ 05.26.03 – пожарная и промышленная безопасность Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Санкт-Петербург 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Научный руководитель: доктор психологических наук, доцент Иванова...»

«Лопухин Борис Михайлович ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЛИЧНОСТНЫХ РЕСУРСОВ СТРЕСС-ПРЕОДОЛЕВАЮЩЕГО ПОВЕДЕНИЯ СОТРУДНИКОВ ГПС МЧС РОССИИ В ПЕРИОД АДАПТАЦИИ К ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 05.26.03 – пожарная и промышленная безопасность Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Санкт-Петербург – 2013 Работа выполнена в Автономной некоммерческой образовательной организации высшего профессионального образования Институт экономики бизнеса Научный...»

«Клаптюк Ирина Викторовна Ультразвуковая и твердофазная экстракци я в исследовании светлых нефтепродуктов при мониторинге чрезвычайных ситуаци й 05.26.02 – безопасность в чрезвычайных ситуациях (нефтегазовая отрасль) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский университет...»





Обоснование параметров биогенного способа снижения аэротехногенного воздействия внешних отвалов на рабочее пространство карьеров строительных материалов

На правах рукописи

КОВШОВ Станислав Вячеславович

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ БИОГЕННОГО СПОСОБА СНИЖЕНИЯ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ ОТВАЛОВ НА РАБОЧЕЕ ПРОСТРАНСТВО КАРЬЕРОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (в горной

промышленности)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете).

Научные руководители

заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор

доктор технических наук, профессор

Гендлер Семен Григорьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Ковалев Олег Владимирович

кандидат технических наук

Дьяконов Леонид Дмитриевич

Ведущее предприятие ООО «Берг-проект»

Защита диссертации состоится 22 апреля 2010 г. в 15 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-линия, д. 2, ауд. 1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института имени Г.В. Плеханова (технического университета).

Автореферат разослан 19 марта 2010г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н., профессор Э. И. БОГУСЛАВСКИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Промышленная пыль является основным загрязняющим веществом в атмосфере карьеров строительных материалов. В результате негативного воздействия пыли на организм человека поражаются органы дыхания, что приводит к росту профессиональных заболеваний у горнорабочих.

Различным аспектам борьбы с пылевыделением при добыче и переработке минерального сырья посвящены исследования многих ученых СНГ и зарубежных стран: П.В. Бересневича, Н.З. Битколова, А. Видерлунга, В.И. Дремова, И.Г. Ищука, В.В. Кудряшова, А.И. Лободы, В.А. Михайлова, В.С. Никитина, М.Т. Осоедова, М. Подхайски, В.А. Рогалева, М.М. Сметанина, К.З. Ушакова, С.С. Филатова, Ю.В. Шувалова.

В современной научной литературе и нормативной документации роли внешних отвалов пород в формировании пылевой нагрузки на рабочую зону карьеров уделяется недостаточное внимание. Имеющиеся способы и средства снижения пылевыделения от отвалов пород или недостаточно эффективны, или сами являются источниками загрязнения рабочего пространства. В этой связи обоснование параметров биогенного способа снижения аэротехногенного воздействия внешних отвалов на рабочее пространство – актуальная задача, особенно для карьеров строительных материалов.

Цель работы. Улучшение условий труда рабочих на основе снижения содержания пыли в рабочей зоне карьеров при применении биогенного способа пылеподавления.

Идея работы. Снижение пылевой нагрузки на рабочую зону карьеров строительных материалов от аэротехногенного воздействия внешних отвалов пород следует осуществлять уменьшением пылевыделения на основе нанесения на их поверхность защитного биогенного слоя, состоящего из смеси биогумуса и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы.

Основные задачи исследований:

1. Определение параметров аэротехногенного влияния внешних отвалов пород на рабочие зоны в карьерах.

2. Разработка нового биогенного способа снижения пылевыделения с поверхности внешних отвалов.

3. Исследование связующих и биопродуктивных свойств биогенного защитного слоя на основе смеси биогумуса и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы.

4. Выделение рациональных технологий и области применения разработанного биогенного способа защиты рабочих пространств от пыли.

Методы исследований. Работа выполнена с использованием комплекса методов исследований, включающего системный анализ проблемы на основе исследований российских и зарубежных ученых; патентно-информационный анализ; лабораторные и натурные методы изучения процессов пылевыделения и пылеподавления; микроскопический, седиментационный, ситовой анализ дисперсности материала, физико-механическую оценку свойств получаемого защитного слоя. Исследования проводились с использованием оборудования Центра коллективного пользования Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета). Для математической обработки данных использовались современные стандартные компьютерные программы пакета MS-Office.

Научная новизна:

1. Установлены закономерности изменения запыленности рабочего пространства карьеров строительных материалов, определяемые аэротехногенным влиянием внешних отвалов пород в зависимости от их параметров, свойств и гранулометрического состава слагающих пород, а также климатических параметров района расположения карьера.





2. Установлено, что при нанесении биогенного защитного слоя на основе смеси биогумуса и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы обеспечивается снижение пылевыделения в 10-11 раз с повышением биопродуктивности укрепленной поверхности внешних отвалов на 90 %, что определяется соотношением компонентов смеси 125:1 и толщиной слоя 3 см.

Основные защищаемые положения:

1. Значительное влияние в формировании пылевой нагрузки на органы дыхания рабочих карьеров строительных материалов (до 35-50 %) оказывают внешние отвалы пород.

2. С целью снижения пылевыделения от внешних отвалов на карьерах строительных материалов следует наносить на пылящие поверхности биогенный защитный слой, состоящий из смеси биогумуса и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 125:1.

3. Эффективность способа пылеподавления определяется толщиной наносимого биогенного защитного слоя и зависит от скорости ветра, при величине которой, не превышающей 10 м/с, нанесение биогенного защитного слоя толщиной 3 см приводит к снижению количества пыли, выделяемой с поверхности отвалов, в 9-11 раз.

Практическая значимость работы:

- установлены количественные зависимости для оценки аэротехногенного воздействия внешних отвалов пород на рабочее пространство карьеров строительных материалов.

- предложены состав и комплексная схема получения смеси биогумуса и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) для создания биогенного защитного пылеподавляющего слоя.

- предложена технологическая схема нанесения защитного биопродуктивного слоя на пылящие поверхности внешних отвалов пород в зависимости от угла откоса.

- разработаны рекомендации по снижению аэротехногенного воздействия внешних отвалов пород на рабочее пространство в условиях Алексеевского и Афанасьевского карьеров строительных материалов.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций подтверждается большим объемом аналитических, лабораторных и экспериментальных исследований параметров биогенного способа пылеподавления, высокой сходимостью численных расчетов с данными инструментальных и опытно-промышленных исследований, результатами внедрения на Алексеевском и Афанасьевском карьерах цементного сырья рекомендаций по закреплению пылящих поверхностей внешних отвалов пород.

Апробация работы. Основные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 14 международных, российских научно-технических конференциях, совещаниях, симпозиумах, выставках, в том числе: научных симпозиумах «Неделя горняка» (МГГУ, г. Москва, 2009, 2010 гг.); научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы недропользования» (СПГГИ (ТУ), г. Санкт-Петербург, 2008, 2009 гг.); XLIX научно-практической конференции в Краковской горно-металлургической академии (Краков, Польша, 2008 г.), XIV научно-практической конференции в университете Природопользования (Вроцлав, Польша, 2009 г.), международной выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» (г. Санкт-Петербург, 2009 г.), где научные разработки были отмечены сертификатами, дипломами, медалями.





Реализация результатов работы. На технической базе ООО «БиоВерм-КРВ» прошли апробацию методические и технологические рекомендации по созданию состава для биогенного экранирующего слоя (акт внедрения в ООО «БиоВерм-КРВ», г. Саранск, Россия); научные и практические результаты использованы в ОАО «Мордовцемент» в процессе выполнения работ по снижению пылевыделения от стационарных источников на Алексеевском карьере цементного сырья (акт о промышленном внедрении научных и практических результатов диссертационного исследования ОАО «Мордовцемент», пос. Комсомолький, Россия).

Личный вклад автора:

- сформулированы цель, идея и задачи исследований;

- выполнен анализ отечественной и зарубежной горнотехнической литературы по проблеме диссертации;

- разработана методика и проведены исследования параметров аэротехногенного воздействия внешних отвалов на рабочее пространство карьеров строительных материалов;

- предложен новый биогенный способ снижения пылевыделения с поверхностей внешних отвалов и разработана методика определения параметров эффективности его применения;

- в лабораторных и полевых условиях испытаны более 20 образцов биогенного защитного слоя;

- выполнены обработка и интерпретация полученных результатов измерений;

- сформулированы основные защищаемые положения и выводы;

- разработаны практические рекомендации по применению защитного биогенного слоя, учитывающие природно-климатическую специфику расположения карьеров строительных материалов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 научные работы, из них 1 в издании, рекомендованном ВАК Минобрнауки России, 6 зарубежных публикаций, 1 монография – в соавторстве, 17 статьи и 7 тезисов докладов по итогам международных, всероссийских и региональных конференций. Поданы 4 заявки на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 172 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 105 наименований, включает 81 рисунок, 57 таблиц, 2 приложения.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научным руководителям – заслуженному деятелю науки РФ, д.т.н., проф. Ю.В. Шувалову и д.т.н., проф. С.Г. Гендлеру за идеи, которые послужили основой проведения исследований, внимание, помощь и поддержку, оказанные в процессе выполнения работы; техническим работникам ОАО «Мордовцемент» и филиала ОАО «Лафарж цемент» за помощь в сборе информации и проведении полевых исследований; сотрудникам Центра коллективного пользования Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета) за помощь в проведении химического анализа компонентов защитного биогенного слоя, сотрудникам кафедры безопасности производств и разрушения горных пород за полезные замечания и ценные советы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертационной работы на основе анализа горнотехнической литературы рассмотрены основные параметры аэротехногенного воздействия различных источников пылеобразования, их классификация, факторы, определяющие интенсивность пылевыделения. Обоснована необходимость учета аэротехногенного воздействия внешних отвалов в формировании пылевой нагрузки на рабочее пространство карьеров. Проведена оценка влияния промышленной пыли на организм горнорабочих карьеров. Сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе приведены результаты натурных исследований на карьерах строительных материалов: Афанасьевском, Алексеевском, «Кузнечное», на основании которых установлено: 1) аэротехногенное воздействие внешних отвалов породы формирует до 35-50% пылевой нагрузки на органы дыхания рабочих карьеров строительных материалов; 2) пылевыделение с внешних отвалов зависит от их параметров и свойств слагающих пород, гранулометрического состава пылящего материала, а также от схемы проветривания и «розы ветров», характеризующей район расположения карьера.

В третьей главе предложен новый биогенный способ пылеподавления – создание защитного слоя, состоящего из смеси биогумуса и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ). Описана методика исследования защитных свойств биогенной смеси.

В четвертой главе представлена рациональная система реализации способа пылеподавления на основе применения смеси биогумуса и Na-КМЦ. Предложены две технологические схемы снижения пылевыделения в зависимости от уклона пылящей поверхности. Произведена экономическая, технологическая, химическая оценки предлагаемого способа, а также рассмотрена биоэффективность защитного слоя.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Значительное влияние в формировании пылевой нагрузки на органы дыхания рабочих карьеров строительных материалов (до 35-50 %) оказывают внешние отвалы пород.

При разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом происходит формирование внешних отвалов, располагающихся за контуром карьеров. Анализ существующих в научной литературе данных подтверждает, что такие отвалы являются крупными источниками пылевыделения, обуславливающими во многом фоновую концентрацию пыли на рабочих местах. При этом концентрация пыли от местных источников суммируется с фоновой концентрацией, что формирует суммарную пылевую нагрузку на горнорабочих.

Подобный расчетный анализ аэротехногенного воздействия внешних отвалов был осуществлен для условий Афанасьевского карьера строительных материалов, расположенного в Московской области. Внешний отвал имеет следующие параметры: высота 10 м, ширина 50 м, длина 500 м, площадь пылящей поверхности 2,5 га. Карьер расположен в зоне умеренно-континентального типа климата, где превалируют ветры западного и юго-западного направлений (75 %), средняя скорость которых находится, в основном, в диапазоне 1-3 м/с. Основным типом вредностей, выделяемых внешним отвалом, является неорганическая пыль с содержанием SiO< 20 %.

Аэротехногенное влияние отвала на рабочее пространство карьера изучалось с помощью программного пакета «Эколог». Внешний отвал моделировался площадным источником пыли, расположенным на высоте, равной максимальной глубине карьера. 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.).

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).

Рис. 1 – Карта рассеивания неорганической пыли от внешнего отвала на рабочее пространство Афанасьевского карьера (в нормах ПДК)

Рис. 2 - Зависимость концентрации пыли в рабочем пространстве карьера от расстояния до отвала и скорости ветра

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 ПДК пыли составляет 3-4 раза (для рабочих мест карьеров ПДК по неорганической пыли с содержанием SiO< 20% составляет 4 мг/м).

Если за принять среднесменную концентрацию пыли в воздухе рабочей зоны, то при фиксированном расположении отвалов, их геометрических параметрах и заданных свойствах пород, средняя за календарный год концентрация пыли будет равна:

, (1)

где, – повторяемость скоростей ветра и направлений его действия (доли ед.)

Пылевая нагрузка на органы дыхания составляет:

, (2)

где и – соответственно число смен в календарном году и количество лет, отработанных в условиях контакта с пылью; – объем легочной вентиляции, м3.

В условиях Афанасьевского карьера на II уступе его левого рабочего борта и на подошве расположен ряд точечных, линейных и площадных источников пылеобразования, также формирующих суммарную пылевую нагрузку. К их числу относятся буровзрывные и выемочно-погрузочные работы, дороги, внутренние отвалы.

Для определения доли концентрации пыли, создаваемой аэротехногенным воздействием внешнего отвала, её величина была отнесена к средней за календарный год общей концентрации пыли в различных зонах рабочего пространства.

, % (3)

Соответствующие показатели получены для указанных зон рабочего пространства (табл. 1).

Таблица 1 - Доля концентрации пыли, создаваемой внешним отвалом, в общей концентрации пыли по зонам рабочего пространства

Зона рабочего пространства , %
Зона выемочно-погрузочных работ 37,3
Зона буровых работ 42,4
Дороги 47,4
Зона внутренних отвалов 33,1

Таким образом, концентрация пыли, создаваемой аэротехногенным воздействием внешнего отвала, оказывает значительную роль (до 50 %) в формировании общей пылевой нагрузки в рабочем пространстве карьера.

2. С целью снижения пылевыделения от внешних отвалов на карьерах строительных материалов следует наносить на пылящие поверхности биогенный защитный слой, состоящий из смеси биогумуса и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 125:1.

В результате исследований предложен способ снижения пылевыделения от внешних отвалов путем нанесения на пылящие поверхности смеси, состоящей из биогумуса, полученного при применении дождевых компостных червей Eisenia Foetida и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) в соотношении 125:1. Закрепление пылящих поверхностей с формированием прочного биопродуктивного слоя осуществляется при естественном или искусственном увлажнении.

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы имеет химическую формулу [С6Н7O2(ОН)3-x(ОСН2СОONа)x]n, где n = 300 – 1000. Она представляет собой аморфное бесцветное вещество плотностью 1,59 г/см. При растворении в воде Na-КМЦ образует вязкие прозрачные растворы, характеризуемые высокой адгезионной способностью, при этом проявляя свойства поверхностно-активного вещества, хорошо смешивающегося с другими водорастворимыми органическими веществами. Для предотвращения биодеструктивных процессов при закреплении пылящих поверхностей в качестве такого органического вещества рационально применять биогумус, полученный при применении дождевых компостных червей Eisenia Foetida.

При естественном дождевании и действии сил гравитации происходит проникновение фракций Na-КМЦ между фракциями биогумуса и закрепление пылящего слоя (рис. 3). Na-КМЦ имеет адгезионное свойство склеивать мелкодисперсную минеральную составляющую биогумуса, что позволяет предохранять образовавшуюся почву от воздействия водной и ветровой эрозии, но при этом сформировать биопродуктивную среду.

Рис. 3 – Схема закрепления пылящей поверхности внешнего отвала

Связующие свойства смеси биогумуса и Na-КМЦ определены при исследовании сил сцепления с песчаным слоем. Формирование образцов с малым содержанием Na-КМЦ в смеси (до 0,5 %) приводит к образованию структур с низким значением прочности (до 5 кПа). При дальнейшем увеличении содержания Na-КМЦ до 2-3 % наблюдается рост значений прочности на 30-35 %.

Установлено, что рациональной концентрацией Na-КМЦ в смеси является (рис. 4).

Рис. 4 – Зависимость сил сцепления защитной смеси и пылящего материала от концентрации Na-КМЦ

Принято среднее значение этого диапазона, т.е. соотношение биогумуса и Na-КМЦ 125:1.

В лабораторных условиях исследовались адгезионные свойства защитной смеси (табл. 2). Установлено, что подверженность ветровой эрозии при увеличении доли Na-КМЦ в смеси от 0,8 % уменьшается незначительно.

Таблица 2 - Определение адгезионных свойств смеси

биогумуса и Na-КМЦ

Биогумус, % Na-КМЦ, % Масса до продувания, г Масса после продувания, г Целостность сформированного слоя, %
1 100,0 0 250 137 54,8
2 99,2 0,8 250 245 98,0
3 98,5 1,5 250 245 98,0
4 97,0 3,0 250 246 98,4
5 95,0 5,0 250 247 98,8

Для долговременного закрепления пылящих поверхностей внешних отвалов рациональным является внесение семян трав в биогенный защитный слой. Это дополнительно будет способствовать сцеплению защитного слоя с пылящими поверхностями при постепенном увеличении мощности гумусового горизонта.

Лабораторные исследования биоэффективности показали, что при соотношении компонентов смеси биогумуса и Na-КМЦ 125:1 всхожесть трав составляет 95 %, цвет ростков темно-зеленый, их средняя высота составляет 12-15 см. При увеличении доли Na-КМЦ в смеси наблюдается уменьшение всхожести травы, быстрое пожелтение ростков при уменьшении их средней высоты. Установлено, что при увеличении доли Na-КМЦ в смеси свыше 5 %, всхожесть травы не отмечается, т.е. биопродуктивность минимальна.

3. Эффективность способа пылеподавления определяется толщиной наносимого биогенного защитного слоя и зависит от скорости ветра, при величине которой, не превышающей 10 м/с, нанесение биогенного защитного слоя толщиной 3 см приводит к снижению количества пыли, выделяемой с поверхности отвалов, в 9-11 раз.

При выборе технологии пылеподавления необходимо учитывать параметр толщины наносимого биогенного защитного слоя, состоящего из смеси биогумуса и Na-КМЦ. Данная задача была решена через определение коэффициента эффективности способа пылеподавления.

На основе сравнительного анализа параметров пылевыделения от внешнего отвала Афанасьевского карьера и экспериментальных данных, полученных в лабораторных условиях, установлено, что при отсутствии средств пылеподавления зависимости пылевыделения от скорости ветра пропорциональны с коэффициентом пропорциональности =10 (рис. 5).

Это дает возможность использовать экстраполяцию параметров пылевыделения при нанесении биогенного защитного слоя с сохранением коэффициента пропорциональности.

В лабораторных условиях установлены зависимости пылевыделения от скорости воздушного потока и толщины защитного слоя (рис. 6).

Коэффициент эффективности способа пылеподавления определяется отношением параметра, характеризующего пылевыделение при отсутствии пылеподавления, к параметру, характеризующего -ый способ пылеподавления:

(4)

Рис. 5 – Зависимость пылевыделения от скорости ветра

Рис. 6 – Зависимость пылевыделения от скорости воздушного потока и толщины защитного слоя

Соответствующие показатели получены для защитных слоев с различной мощностью, дающие возможность получать прогнозные значения пылевыделения и концентрации пыли, создаваемой аэротехногенным воздействием внешнего отвала Афанасьевского карьера при среднегодовой скорости ветра, равной 1,5 м/c (табл. 3).

Таблица 3 – Прогнозные параметры пылеподавления

биогенными защитными слоями различной толщины

Толщина биогенного защитного слоя, см Прогнозное значение пылевыделения, мг/с Прогнозное значение концентрации пыли, мг/м
1 2,57 2,72·10 1,56
2 3,72 1,88·10 1,08
3 10,13 6,91·10 0,39
5 10,92 6,41·10 0,37

Для рабочих специальностей, представленных на Афанасьевском карьере (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 предотвращении выделения пыли с внешнего отвала с помощью нанесения биогенного защитного слоя, общая пылевая нагрузка уменьшится на 30-40 %, что приведет к изменению класса условий труда до 3.1, т.е. до допустимого уровня.

Для долговременного закрепления пылящих поверхностей внешних отвалов разработана технологическая схема (рис. 7).

Экономический эффект (табл. 4) при нанесении биогенного защитного слоя толщиной 3 см на пылящие поверхности внешних отвалов, по сравнению с проведением биологической рекультивации, составляет 21,7 %, по сравнению с обеспыливанием 5,5 % раствором латекса составляет 53,9 %, а 60%-ной битумной эмульсией на сульфатно-спиртовой барде – 25,2 % при значительном повышении продуктивности и экологической безопасности формируемого массива.

Рис. 7 – Технологическая схема закрепления пылящих поверхностей отвалов на основе смеси биогумуса и Na-КМЦ

Таблица 4 – Оценка стоимости работ по обеспыливанию

внешних отвалов

Способ обеспыливания Затраты в расчете на 1 га, руб.
Нанесение смеси биогумуса и Na-КМЦ 23 000
Нанесение 5,5 % раствора латекса 35 400
Нанесение 60%-ной битумной эмульсии на сульфатно-спиртовой барде 28 800

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи снижения аэротехногенного воздействия внешних отвалов на рабочее пространство карьеров строительных материалов.

Основные научные результаты и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. Установлено, что запыленность рабочего пространства карьеров, помимо технологических факторов (буровзрывные работы, погрузка, транспортирование) до 35-50 % определяется аэротехногенным влиянием внешних отвалов, расположенных за пределами контура карьера.

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 внешних отвалов пород, их свойств, гранулометрического состава, а также и «розы ветров», характеризующей район расположения карьера.

3. Рационален предложенный оригинальный способ снижения пылевыделения с внешних отвалов карьеров строительных материалов, основанный на нанесении на пылящие поверхности биогенного защитного слоя, состоящего из смеси биогумуса и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 125:1.

4. Установлено, что увеличение концентрации связующего вещества (Na-КМЦ) свыше заданной пропорции незначительно повышает эффективность пылеподавления, прочностные и ветроустойчивые свойства биогенного защитного слоя при уменьшении его биопродуктивности.

5. Экспериментально установлена зависимость пылевыделения от толщины наносимого на пылящие поверхности отвала биогенного защитного слоя, позволяющая прогнозировать параметры аэротехногенного воздействия внешних отвалов при использовании предложенной системы пылеподавления.

6. Прогнозная санитарно-гигиеническая оценка применения предложенной системы пылеподавления свидетельствует об уменьшении пылевой нагрузки на органы дыхания рабочих в условиях Афанасьевского карьера на 30-40 %, что приведет к изменению класса условий труда по пылевому фактору до допустимого уровня.

7. Технико-экономическая оценка применения биогенного защитного слоя для снижения аэротехногенного воздействия внешних отвалов на рабочее пространство в условиях Афанасьевского карьера свидетельствует о целесообразности его применения и позволяет снизить затраты на закрепление 1 га пылящих поверхностей до 23 000 руб. в ценах 2009 года.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

  1. Ковшов С.В. Проблема отходов органического происхождения и вермитехнология как вариант ее решения // Записки Горного института. Т. 181, 2009 г., СПб.: СПГГИ (ТУ), с. 217-219.
  2. Бульбашев А.П. Рациональная организация добычи полезных ископаемых в карьерах со сложными условиями труда горнорабочих / Бульбашев А.П., Гаспарьян Н.А., Ковшов С.В., Никулин А.Н., Смирнов Ю.Д., Шувалов Ю.В. // Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы, СПб., 2009 г., 464 с.
  3. Шувалов Ю.В. Биогенные методы снижения пылевыделения на карьерах строительных материалов / Шувалов Ю.В., Ковшов С.В. // Труды 7-ой Межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения». 8-10 апреля 2009 г., г. Воркута, ВГИ, с. 499-160.
  4. Шувалов Ю.В. Биозакрепление пылящих поверхностей техногенных массивов / Шувалов Ю.В., Ковшов С.В., Смирнов Ю.Д. // Материалы V Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики». Т. 2, 2009 г., Тула: ТулГУ, с. 281-285.
  5. Ковшов С.В. Вермитехнология - новое направление восстановления и увеличения природного агропотенциала / Ковшов С.В., Ковшов В.П. // Вестник Мордовского университета: научно-публицистический журнал. №1, серия «Географические науки», 2008 г., Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, с. 189-196.
  6. Ковшов С.В. Биогенные методы снижения пылевой нагрузки на карьерах строительных материалов // Материалы конференции Политехнического симпозиума «Молодые ученые – промышленности Северо-Западного региона». СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009 г., с. 105-108.


 


Похожие работы:

«АКУЛОВ АРТЕМ ЮРЬЕВИЧ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОГНЕЗАЩИТЫ НА ОСНОВЕ ТЕРМОСТОЙКИХ МИНЕРАЛЬНЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2012 Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии Институт проблем транспорта энергоресурсов (ГУП ИПТЭР). Научный...»

«СОДЕРЖАНИЕ НОВЫЕ ПОСТУПЛЕНИЯ 2 Сельское хозяйство 2 Общие вопросы сельского хозяйства 2 Почвоведение 2 Земледелие 2 Растениеводство 2 Защита растений 3 Животноводство 3 Ветеринария 4 Охота и охотничье хозяйство 4 Механизация и электрификация сельского хозяйства 4 Экономика сельского хозяйства 5 Охрана окружающей среды в сельском хозяйстве 6 Лесное хозяйство 6 Пищевая...»

«Александров АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ Особенности внутригрупповых процессов в учебных группах вуза МЧС России 05.26.03 – пожарная и промышленная безопасность Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Санкт-Петербург 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России





Загрузка...


наверх

 
<<  ГЛАВНАЯ   |    КОНТАКТЫ
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.