Зниження шкідливого впливу відпрацьованих газів автотранспортних потоків на склад атмосфери кар"єрів - Автореферат

Кривий Ріг, як індустріальне місто, має розвинену систему вантажоперевезень як по території житлових районів, так і на територіях заводів, підприємств, карєрів. Ґрунтуючись на вищевикладеному, введення в технологічний процес транспортування вантажів автосамоскидами методів і засобів, що сприяють зниженню концентрацій відпрацьованих газів, з метою зменшення рівня забруднення атмосфери, профзахворюваності водіїв та обслуговуючого персоналу, є досить актуальним науковим завданням для гірничодобувної галузі. Визначено закономірності розподілу й зміни концентрацій шкідливих домішок відпрацьованих газів у газовому шлейфі транспортних засобів залежно від типу автомобіля, складу атмосфери й зміни інтенсивності потоку в умовах карєрів. Установлено оптимальні параметри й режими руху автотранспортних засобів за фактором мінімального впливу відпрацьованих газів на водіїв, обслуговуючий персонал і атмосферу карєру. У дисертаційній роботі використано комплексний метод досліджень, що включає наукове узагальнення й аналіз літературних джерел; кореляційно-регресійний аналіз для визначення значущості шкідливих складових відпрацьованих газів на склад атмосфери карєрів та для обробки результатів досліджень; метод морфологічного аналізу, що дозволяє провести синтез і аналіз як існуючих, так і перспективних заходів підвищення екологічної безпеки транспортних засобів.Вони детально вивчили процеси забруднення карєрів відпрацьованими газами технологічного автотранспорту й запропонували ряд засобів і заходів зменшення впливу газових викидів дизельних двигунів на склад атмосфери як у карєрі, так і на робочих місцях водіїв автотранспортного обладнання. На обєм викидів шкідливих речовин, що виділяються в карєрі при роботі як технологічного, так і допоміжного транспорту, впливає його кількість у певний часовий проміжок. Обробка й аналіз результатів досліджень показали, що кількість великовантажних автосамоскидів, які працюють у карєрі, стабільна й перебуває в межах 25...27 машин, але перед проведенням підривних робіт фіксується різке зниження їхньої кількості. У денні зміни доби без проведення підривних робіт 85% викидів газів припадає на карєрні самоскиди, у нічні зміни ця частка зростає до 95%, у періоди, коли в карєрі відбувається перезміна, допоміжний автотранспорт виділяє до 20% газів. При визначенні динаміки та встановленні залежностей зміни витрати палива автотранспортом карєру, що рухається в спільному потоці, доцільно користуватися коефіцієнтом збільшення витрати палива в пікові періоди - КТ, який характеризує підвищення витрати палива при максимальній інтенсивності або утруднених умовах руху на розглянутій ділянці, , (5) де Qп - витрати палива автомобілем у пікові періоди, л/год.; Qву - витрата у вільних умовах, л/год.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій вирішено актуальне науково-практичні задачі комплексного зниження шкідливого впливу відпрацьованих газів автотранспорту на склад атмосфери карєрів за рахунок встановлення закономірностей для формування оптимальних транспортних потоків та очищення відпрацьованих газів при пропусканні їх через перевізну гірську масу, що сприяє поліпшенню умов праці водіїв і працівників карєру. Уперше для визначення пилогазових виділень при експлуатації автотранспорту в карєрі пропонується використовувати коефіцієнт нестаціонарності його роботи. Встановлено, що інтенсивність пилогазовиділення автомобілів у карєрі залежить від дня місяця й часу доби. Структура викидів у звичайні дні відрізняється від структури викидів у дні проведення підривних робіт у бік збільшення частки викидів від допоміжного автотранспорту з 26% до 32% з пилу та з 11% до 16% зі шкідливих газів від загальної кількості викидів автотранспортом. Уперше встановлено закономірності зміни витрати палива окремим автомобілем і транспортним потоком залежно від інтенсивності, характеру й специфіки руху в карєрі.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ.

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій вирішено актуальне науково-практичні задачі комплексного зниження шкідливого впливу відпрацьованих газів автотранспорту на склад атмосфери карєрів за рахунок встановлення закономірностей для формування оптимальних транспортних потоків та очищення відпрацьованих газів при пропусканні їх через перевізну гірську масу, що сприяє поліпшенню умов праці водіїв і працівників карєру.

1. Уперше для визначення пилогазових виділень при експлуатації автотранспорту в карєрі пропонується використовувати коефіцієнт нестаціонарності його роботи. Експериментально встановлено, що значення коефіцієнта нестаціонарності роботи автотранспортного обладнання Кн перебувають у межах 0,75…0,85.

2. Встановлено, що інтенсивність пилогазовиділення автомобілів у карєрі залежить від дня місяця й часу доби. Максимальні значення зафіксовано в період з 830 до 1200,а саме в період 4…6 год., що передують вибуху, мінімальні - у нічні зміни. Структура викидів у звичайні дні відрізняється від структури викидів у дні проведення підривних робіт у бік збільшення частки викидів від допоміжного автотранспорту з 26% до 32% з пилу та з 11% до 16% зі шкідливих газів від загальної кількості викидів автотранспортом.

3. Визначено абсолютні значення добових викидів, які складають: -карєрними самоскидами по пилу 3543,8 кг, по шкідливих газах - 44656,8 кг;

-допоміжним транспортом по пилу 1247,5 кг, по шкідливих газах - 5751,8 кг.

4. Уперше встановлено закономірності зміни витрати палива окремим автомобілем і транспортним потоком залежно від інтенсивності, характеру й специфіки руху в карєрі. Питома витрата палива залежить від ступеня нерівномірності руху й з підвищенням транспортного завантаження збільшується на 15...20% у порівнянні з вільними умовами руху.

5. Удосконалено методику визначення безпечної відстані між транспортними засобами за фактором мінімізації впливу відпрацьованих газів на водіїв та встановлено мінімальні дистанції руху за допоміжним транспортом від 28 м і за карєрними автосамоскидами - від 55 м.

6. Уперше в лабораторних умовах установлено закономірності зміни значень ступеня очищення відпрацьованих газів від шкідливих компонентів при пропусканні їх через перевізні сипучі матеріали, залежно від висоти шару й часу проходження процесу. Ефективність очищення відпрацьованих газів при використанні щебенів фракції 20-35 мм і роботі двигуна з номінальним навантаженням перебуває в межах від 8 до 32% при зволоженому матеріалі, та від 6 до 21% при сухому. При цьому ступінь очищення від сажі може досягати від 62…63% при використанні сухого матеріалу і 77...81% - зволоженого.

7. Визначено фізико-хімічну природу процесу очищення відпрацьованих газів і встановлено, що, проходячи через завантажуваний матеріал, вони в основному звільняються від сажі за рахунок інерційного осадження її на стінках фільтраційних каналів. Крім того, відбувається уловлювання газоподібних токсичних компонентів та їхнє адсорбційне звязування, а також металеве окислення горючих компонентів.

8. Розроблено й випробувано конструкцію пристрою для зниження концентрацій відпрацьованих газів автомобілів, обладнаних атмосферним дизельним двигуном, яка використовує принцип їхнього пропускання через перевізну сипку масу з ефективністю, що досягається в промислових умовах, очищення від шкідливих газових компонентів 25...28% та від сажових часток до 80% залежно від типу перевізного сипкого матеріалу.

9. Обґрунтовано для умов карєрів безпечні відстані за газовим фактором між технологічним і допоміжним автотранспортом, що забезпечують рух потоку з мінімальним скупченням хмар відпрацьованих газів з підвищеним вмістом шкідливих компонентів, які становлять: -при русі за технологічним автотранспортом вантажопідйомністю 120…130 т на горизонтальній ділянці автодороги не менш 52…55 м;

-при русі за допоміжним автомобілем, не обладнаним пристроєм зниження концентрацій шкідливих газів, на горизонтальній ділянці автодороги не менш 27…28 м;

-при русі за допоміжним автомобілем, обладнаним пристроєм зниження концентрацій шкідливих газів, на горизонтальній ділянці автодороги не менш 19…20 м.

10. Використання розроблених заходів дозволяє одержати, крім соціального, передбачуваний економічний ефект у розмірі 411,08 тис. грн на рік за рахунок поліпшення умов праці водіїв автотранспортного комплексу в умовах Першотравневого карєру ПІВНГЗК.

1. Бересневич П.В., Веснин А.В. Очистка отработавших газов дизельного двигателя автосамосвала при транспортировке сыпучих материалов: Сб. научн. трудов НГА Украины. - 2001. - № 12, Том 2.- С. 227 - 230.

2. Бересневич П.В., Мовчан В.В., Веснин А.В. Исследование процесса поглощения выхлопных газов сыпучим материалом // Вісник Криворізького технічного університету: Зб. науков. пр. - Кривий Ріг:- КТУ, 2005. - Вип. №7.- С. 205-208.

3. Гирин В.С., Жуков С.А., Разкевич Ф.С., Веснин А.В. Экологическая оценка автомобилизации в социально-экономической системе страны // Разработка рудных месторождений - Кривой Рог: КТУ, 2005. - Вып. № 88. - С. 257 - 259.

4. Бересневич П.В., Монастырский Ю.А., Веснин А.В. Определение стабильности работы автотранспорта для прогнозирования пылегазовыделения в карьере // Научное обеспечение развития горнорудных предприятий на современном этапе: Сб. научн. тр. - Кривой Рог: ГП “НИГРИ”, 2006. - С. 67-74.

5. Веснін А.В., Зирянова О.А. До питання нейтралізації шкідливих речовин у випускній системі автомобілів // Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості -2006: Міжнародна науково-технічна конференція. - Кривий Ріг: КТУ.- С.125 - 132.

6. Бересневич П.В., Монастырский Ю.А., Веснин А.В. Определение объемов пылегазовыделения автотранспортного комплекса карьера с учетом нестационарности его эксплуатации // Разработка рудных месторождений. - 2007. Вып. № 91. - С.228 - 232.