Підвищення ефективності знепилювання автомобільних доріг у кар’єрах - Автореферат

При цьому в карєрах понад 90 % гірської маси перевозиться автотранспортом по дорогах, матеріалом для яких є щебінь, що містить пиловидні частинки в кількості 7-10 %. Рух автомобілів по дорогах у карєрах супроводжується виділенням пилу в результаті перетирання просипів і наносів, здрібнювання щебеню у верхньому шарі полотна дороги. Однак використання води як основного засобу не дозволяє отримати тривале й стійке зниження концентрації пилу в повітрі до санітарних норм, особливо в сухий і теплий період року, а збільшення частоти змочування призводить до руйнування полотна дороги та погіршення безпеки руху автотранспорту. Виходячи з цього, розвязання питання підвищення ефективності знепилювання на автомобільних дорогах у карєрах як складової частини національної програми поліпшення стану повітряного середовища на виробництві є актуальним науково-технічним завданням, що вимагає розширення наукових досліджень. Напрямок досліджень відповідає постанові Кабінету Міністрів України від 10.10.2001 № 1320 “Про затвердження Національної програми поліпшення стану безпеки, гігієни праці та виробничого середовища на 2001-2005 роки” і напрямкам роботи кафедри рудникової аерології й охорони праці Криворізького технічного університету “Розробка й впровадження у виробництво технології знепилювання автодоріг з використанням бішофіту в умовах карєру ІНГЗК”, № 5-428-02; “Розробка й дослідження технології боротьби з пилом при пересуванні транспорту в карєрі ВАТ “АРСЕЛОРМІТТАЛ Кривий Ріг”, № 5-441-03, у яких автор брала участь як виконавець.У другому розділі наведено результати досліджень ефективності знепилювання автомобільних доріг, стану забруднення повітря на автодорогах у карєрах та щодо вибору речовин і складу розчинів хлоридів для звязування пилу безпосередньо в щебеневому шарі полотна дороги. На підставі аналізу фізичних та експлуатаційних властивостей водних розчинів солей хлоридів і умов безпеки їх застосування сформульовано вимоги для їх ефективного використання, серед яких основні такі: радіус катіона солі має бути мінімальним; температура втрати кристалічної води повинна перевищувати екстремальне значення температури навколишнього середовища або наближатися до неї; солі повинні мати мінімальну розчинність у воді, а сам розчин повинен бути неагресивним до живої та неживої природи, пожежобезпечним та економічно обґрунтованим. Однак умови взаємодії мінерального пилу з розчином природного бішофіту промислового видобування та його фізичні властивості, які впливають на ефективність звязування пилу в агрегати, вивчені недостатньо. Звязування пилу на автодорозі з нежорстким покриттям за допомогою рідини можливе за двох обставин: за рахунок капілярної адгезії пилу на полотні дороги або аутогезії безпосередньо в щебеневій суміші шару зносу доріг, - та оцінюється швидкістю повітря, при якій частинки пилу відриваються від поверхні або масиву. коефіцієнт, що залежить від форми частинок пилу, який визначався методом рознімних циліндрів і дорівнює: для пилу з граніту, кварцитів , для кристалічних сланців -.Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій подано нове розвязання наукового завдання, яке полягає у підвищенні ефективності знепилювання автомобільних доріг у карєрах та базується на встановлених закономірностях взаємодії пилу з розчином природного бішофіту, що стало основою для розробки ефективної технології знепилювання автодоріг та дозволило знизити концентрацію пилу в атмосфері до нормативних величин протягом тривалого часу. Установлено, що концентрація пилу в атмосфері при перевезенні гірської маси автомобільними дорогами в карєрах у більшості випадків перевищує ГДК у звязку з невисокою ефективністю існуючих засобів знепилювання та через нетривалість їхньої дії, що призводить до професійних захворювань водіїв на пиловий бронхіт. Розроблено фізичну модель звязування пилу розчином природного бішофіту з урахуванням властивостей твердих частинок і рідини, реалізація якої дозволяє в 4-5 разів підвищити аутогезійні сили зчеплення частинок та опору руйнування фізичними навантаженнями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій подано нове розвязання наукового завдання, яке полягає у підвищенні ефективності знепилювання автомобільних доріг у карєрах та базується на встановлених закономірностях взаємодії пилу з розчином природного бішофіту, що стало основою для розробки ефективної технології знепилювання автодоріг та дозволило знизити концентрацію пилу в атмосфері до нормативних величин протягом тривалого часу.

Основні наукові й практичні результати і рекомендації полягають у тому, що: 1. Установлено, що концентрація пилу в атмосфері при перевезенні гірської маси автомобільними дорогами в карєрах у більшості випадків перевищує ГДК у звязку з невисокою ефективністю існуючих засобів знепилювання та через нетривалість їхньої дії, що призводить до професійних захворювань водіїв на пиловий бронхіт.

2. Розроблено фізичну модель звязування пилу розчином природного бішофіту з урахуванням властивостей твердих частинок і рідини, реалізація якої дозволяє в 4-5 разів підвищити аутогезійні сили зчеплення частинок та опору руйнування фізичними навантаженнями.

3. Рекомендовано фракційний склад щебеневої суміші полотна автодороги, який при змочуванні його розчином бішофіту утворює зцементований і зволожений шар, що зменшує пиловиділення до 15 діб при інтенсивності руху до 50 автомобілів на годину.

4. Установлено оптимальні величини параметрів бішофіту, що забезпечують стійке зчеплення пилу в щебеневому шарі полотна автодороги. Так, концентрація розчину бішофіту становить 1170-1260 кг/м3; обємний вміст у щебеневій суміші - 14-16 %; питома витрата - 2,2-2,5 л/м2.

5. Визначено інтервали між періодами змочування полотна автодороги бішофітом з урахуванням температури повітря, погодних умов, інтенсивності руху транспорту. Так, для екстремальних погодних і технічних умов (температура повітря - 30-35?С, інтенсивність руху - 40-50 автомобілів на годину), інтервал між періодами змочування становить 10-15 діб.

6. Розроблено технологію знепилювання автодоріг із застосуванням розчину бішофіту, яка передбачає відновлення зруйнованого шару зносу полотна, попереднє зволоження його водою та наступну дворазову обробку бішофітом протягом доби: 70 % його загальних витрат при максимальній та 30 % при мінімальній температурі повітря.

7. Застосування технології знепилювання автомобільних доріг у рудних карєрах з використанням розчину природного бішофіту дозволяє знизити концентрацію пилу в повітрі на робочих місцях водіїв автомобілів до ГДК (2 мг/м3) протягом 10-15 діб та одержати економічний ефект за рахунок скорочення транспортних витрат 230 тис. грн. на рік.

1. Нестеренко О. В. Образование и распределение пыли на автодорогах в карьерах // Горный информационно-аналитический бюллетень “Аэрология и охрана труда”. - М.: МГУ, 2000. - № 7. - С. 93-94.

2. Лапшин А. Е., Назаренко В. Н., Гацкий А. И., Нестеренко О. В. Эффективность обеспыливания автомобильных дорог в рудных карьерах // Разработка рудных месторождений: Республиканский межведомственный научно-технический сборник. - Вып. 74. - Кривой Рог: КТУ, 2001. - С. 154-159.

3. Нестеренко О. В. Смачиваемость пыли водными растворами на основе некоторых хлоридов // Разработка рудных месторождений. - Вып. 77. - Кривой Рог: КТУ, 2001. - С. 140-142.

4. Лапшин А. Е., Нестеренко О. В., Назаренко В. Н. Подавление пыли на внутрикарьерных автодорогах щебеночного типа // Материалы VI Международной научно-практической конференции “Наука i освіта 2003”. Серия “Транспорт”. - Т. 12. - Днепропетровск-Донецк, 2003. - С. 10-11.

5. Нестеренко О. В., Гурин А. А., Назаренко В. Н. О закреплении слоя износа на автодорогах щебеночного типа при их гидрообеспыливании // Качество минерального сырья: Сборник научных трудов. - Кривой Рог, 2005. - С. 342-347.

6. Лапшин А. Е., Нестеренко О. В., Назаренко В. Н. Связывание пыли на внутрикарьерных автодорогах нежесткого типа // Вісник Національного технічного університету України “КПІ”: Серія “Гірництво - 2003”. - Вип. 9. - С. 134-137.

7. Лапшин А. Е., Нестеренко О. В., Ермак Л. Д., Назаренко В. Н. Характеристики процессов в технологии противопылевой обработки щебеночной дороги растворами солей // Разработка рудных месторождений. - Вып. 86. - Кривой Рог: КТУ, 2004. - С. 73-75.

8. Патент деклараційний 59943 А. Спосіб попередження пилення прикарєрних та внутрішньокарєрних доріг з нежорстким покриттям // Брехунов О. В., Шпірок Д. М., Мельник Ю. I., Некрасов В. Г., Кіковка О. В., Неміровський Г. I., Нестеренко О. В., Гурін Ю. А., Ратушний В. М., Лапшин О. Е., Назаренко В. Н. / Опубліковано в бюлетені: № 9. - 2003.

9. Нестеренко О. В. Механизм смачивания и оптимальный расход бишофита при обеспыливании щебеночных автодорог в условиях изменения суточных параметров воздуха // Вісник КТУ. - 2006. - № 15. - С. 194-197.