Расчет пылегазовых выбросов при взрывных работах

Задание 1.2

При производстве одного взрыва на разрезе в породах крепостью f, расходуется взрывчатые вещества, в т.ч. граммонит 79/21 – Q 1; порэмит – Q 2; сибирит – Q 3; гранулит-УП – Q 4. Количество взрывов в течение года N. Исходные данные в Приложениях 2-3.

Определить количество вредных веществ, выделяющихся при взрывных работах в течение года.

 

Контрольные вопросы

1. К какому виду источников загрязнения атмосферы относятся буровые станки?

2. Меры по снижению выбросов пыли при буровых работах.

4. Какие факторы влияют на количество выделения пыли при буровых работах?

5. Как влияет кислородный баланс ВВ на выделение вредных веществ при взрыве?

6. Меры по снижению пылегазовых выбросов при взрывных работах.

7. Какие факторы влияют на выделение пылегазовых выбросов при взрывных работах?

8. Какие вредные выбросы в атмосферу разреза происходят во время взрыва?

9. Что выделяется в атмосферу разреза из взорванной горной массы?

10. К какому виду источников загрязнения атмосферы относятся массовые взрывы?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Расчет выбросов

Пыли при выемочно-погрузочных работах

Выемочно-погрузочные работы сопровождаются значительным пылевыделением и являются интенсивным неорганизованным источником.

На интенсивность пылевыделения оказывают влияние объем одновременно разгружаемой породы, высота разгрузки, угол поворота экскаватора. Повышение высоты разгрузки и угла поворота экскаватора ведет к увеличению запыленности воздуха.

Количество пыли, выделяющейся при работе одноковшовых экскаваторов в атмосферу угольного разреза, определяется

Мэ = qэ × Vэ × N × К 1× К 2 ×10-6, т/год (2.1)

где q_э – удельное выделение твердых частиц (пыли) с 1 м³ отгружаемого (перегружаемого) материала, г/м³ (табл. 2.2); К 1 – коэффициент, учитывающий влажность материала (см. табл. 1.1); К 2 – коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 2.3); Vэ -объем экскавации одноковшовым экскаватором, м³/год

Vэ = (3,6 × Е × Кн / tц) × Tг ×103, м3/год (2.2)

где Е – вместимость ковша экскаватора, м³; К_н – коэффициент

наполнения ковша (Кн =0,9); tц – время цикла экскаватора в породах IV категории, с (табл. 2.1); Тг – чистое время работы экскаватора в течение года (определяется по табл. 2.4), ч; N - целое число экскаваторов, определяемое отношением годового объема взорванной горной массы (см. практ. раб. № 1) к годовой производительности экскаватора, шт.

Интенсивность выбросов вредных веществ при погрузочно- разгрузочных работах одноковшового экскаватора определяется

 

g

ni

э = qэEKн K 1 K 2 / tц, г/с (2.3)

 

Таблица 2.1 - Время цикла tц экскаватора

 

 

 

Вместимость ковша, м3				12,5
Время цикла, с

 

Таблица 2.2 - Удельное пылевыделение qэ при работе экскаватора в забое

Оборудование	q э, г/м3, в зависимости от крепости породы f
				10-12
Одноковшовые
экскаваторы:
ЭКГ-5	2,4	3,4	4,8	7,2	10,9
ЭКГ-8И	2,9	4,1	5,8	8,7	13,2
ЭКГ-10	3,1	4,4	6,3	9,4	14,3
ЭКГ-12,5	3,1	4,4	6,3	9,4	14,3
ЭКГ-15	3,8	5,4	7,6	11,4	17,3
ЭКГ-20	4,2	5,9	8,4	12,7	19,2
ЭКГ-30	4,8	6,8	9,6	14,4	21,8

 

 

Таблица 2.3 - Значение коэффициента К2, учитывающего скорость ветра

Скорость ветра Vв, м/с	До 2	2,1-5	5,1-7	7,1-10	10,1 - 12	12,1-14	14,1- 16
Коэффициент К 2		1,2	1,4	1,7		2,3	2,6

Таблица 2.4 - Число рабочих смен экскаватора в год по районам

Вместимость ковша экска- ватора, м3	Непрерывная рабочая неделя при работе в три смены по 8 часов	Прерывная рабочая неделя с одним выходным днем при работе в две смены по 12 часов
Северные	Средние	Южные	Северные	Средние	Южные
Мехлопата
2,5-5
8-10
12,5

 

 

Задание 2.1

На разрезе работает N однотипных экскаваторов. Отгружается разрыхленная взрывом порода, крепостью f и влажностью W. Пылеподавление в забое не применяется. Данные для расчета по вариантам приведены в Приложении 2 и 4. Определить массу пыли, выделяющуюся при работе одноковшовых экскаваторов в атмосферу угольного разреза.

Контрольные вопросы

 

1. К какому виду источников загрязнения атмосферы относятся выемочно-погрузочные работы?

2. От чего зависит запыленность в забое экскаватора при погрузке горной массы?

3. Какие факторы влияют на удельное выделение пыли при экскавации горной массы?

4. Какие мероприятия используются для снижения пылевыделения при экскавации горной массы?

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

Расчет выбросов

Задание 3.1

При перевозке горной массы из забоев экскаваторов до отвала на расстояние L_mр (длину временных и стационарных дорог принять одинаковой), со средней скоростью Vдв, работает N_a автомобилей. Режим работы 3 смены по 8 часов. Число рейсов транспортной единицы в сутки составляет nрс. Число рабочих суток в год принять равным 260. Дороги поливают. Срок эксплуатации автосамосвалов более двух лет. Определить массу и максимальную интенсивность поступления вредных примесей в атмосферу угольного разреза. Данные для расчета приведены в Приложении 5.

 

Контрольные вопросы

 

1. От каких факторов зависит загрязнение атмосферы при работе транспортных средств, перевозящих горную массу?

2. Какие вредные примеси выбрасываются в атмосферу при перевозке горной массы автотранспортом?

3. Какие вредные примеси выбрасываются в атмосферу при перевозке железнодорожным транспортом?

4. Из каких составляющих складывается загрязнение атмосферы пылью при работе автотранспорта?

 

Таблица 3.5 - Удельные выбросы вредных веществ дизельными двигателями автомобилей

Автомобиль с двигателем	Вредное вещество	qiк, кг/ч, при различных режимах работы
холостой ход	на 50% мощно- сти	максимальная мощность
БелАЗ-7540	СO	0,16	0,219	0,519
(ЯМЗ-240 ПМ2)	NOx	0,115	0,963	1,767
30 т	CH	0,044	0,087	0,161
	C	0,005	0,024	0,052
БелАЗ-7548	CO	0,190	0,261	0,617
(ЯМЗ-8401.10-02)	NOx	0,130	1,148	2,105
42 т	CH	0,052	0,104	0,192
	C	0,009	0,034	0,052
БелАЗ-7549	CO	0,371	0,488	0,895
(6ДИ-21А)	NOx	0,254	2,148	3,398
80 т	CH	0,098	0,195	0,358
	C	0,017	0,053	0,116
БелАЗ-7512	CO	0,494	1,081	1,108
(8ДМ-21А)	NOx	0,363	2,66	4,876
120 т	CH	0,121	0,242	0,443
	C	0,023	0,079	0,144
БелАЗ-75215	CO	0,874	1,413	1,961
(12ЧН1А26/26)	NOx	0,642	4,706	8,605
180 т	CH	0,214	0,427	0,804
	C	0,069	0,139	0,255

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

Задание 4.1.

На разрезе имеется действующий, негорящий породный отвал, высотой 60 м. Порода доставляется на отвал автотранспортными средствами и отвал формируется экскаватором или бульдозером. Ежегодно в отвал подается Vэ породы (см. лаб. раб. № 3) с некоторой влажностью W (см. прил. 2). Скорость ветра (см. прил. 4), Пылеподавление на отвале не применяется. Рассчитать количество пыли, выделяющейся в атмосферу.

 

Контрольные вопросы

1. Какими вредными воздействиями на атмосферный воздух характеризуются породные отвалы?

2. Что влияет на сдуваемость пыли с поверхности отвала?

3. От чего зависит выделение твердых частиц при формировании отвала?

4. Какие вредные газы образуются на горящих отвалах?

5. Какие существуют способы закрепления пылящих поверхностей отвалов?

6. Что является источником образования вредных газов на породных отвалах?

 

Расчет выбросов

Задание 4.2

Количество угля, поступающего на угольный склад, открытый с т сторон, составляет П_у (определить через коэффициент вскрыши Vгм из практ. раб. 1.2). Влажность угля W_у, %. Высота пересыпки угля при складировании составляет h, м (см. прил. 6). Площадь основания склада угля Sск. Пылеподавление на складе применяется. Для местности, где расположен склад, характерна скорость ветра V_в (см. прил. 4). Данные по вариантам в Приложении 7.

 

Контрольные вопросы

1. К какому виду источников загрязнения атмосферы относятся открытые склады угля?

2. Из каких составляющих складывается вред, наносимый угольными складами?

3. Какие факторы влияют на количество твердых частиц, вы- деляющихся при формировании склада угля?

4. Меры предупреждения загрязнения атмосферы от угольных складов.

5. Что такое ПДК в рабочей зоне?

6. ПДК угольной пыли в зависимости от содержания SiO 2.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5

Задание № 5

Котельная разреза потребляет В тонн угля в год. На котел установлен аппарат пылегазоулавливания с КПД 75%. Определить количество образующихся и выбрасываемых в атмосферу твердых частиц (золы), оксидов углерода, оксидов азота, диоксида серы при работе котельной. Исходные данные в Приложении 8.

 

Контрольные вопросы

1. К какому виду источников загрязнения атмосферы относят котельные?

2. Какие основные вредные газы выделяются при сжигании угля в котлоагрегатах?

3. От чего зависит количество вредных пылегазовых выбросов в атмосфере при сжигании угля в котельных?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6

Задание для расчета.

Провести расчет притока воды в карьер. Исходные данные вариантов приведены в Приложении 9.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

ГОРНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

Лабораторный практикум

для студентов специальности 21.05.04 (130400.65) «Горное дело», специализация «Открытые горные работы»

всех форм обучения

 

 

Рецензент проф. А. А. Сысоев Печатается в авторской редакции

Подписано в печать 27.05.2015. Формат 60×84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 2,1. Тираж 24 экз. Заказ

КузГТУ. 650000, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Издательский центр КузГТУ. 650000, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.

 

Расчет пылегазовых выбросов при взрывных работах

При взрывных работах загрязнение атмосферного воздуха происходит за счет выделения вредных веществ из пылегазового облака и выделения газов из взорванной горной массы.

Пылегазовое облако – мгновенный залповый неорганизованный выброс твердых частиц и газов, включая оксид углерода и оксиды азота.

Взорванная горная масса – это неорганизованный источник выделения газов до момента ее отгрузки из развала.

Расчет количества твердых частиц (пыли), выбрасываемой с пылегазовым облаком

 

Таблица 1.1 - Значение коэффициента К1, учитывающего влажность материала

Влажность материала, W, %	До 0,5	0,6-1	1,1-3	3,1-5	5,1-7	7,1-8	8,1-9	9,1-10	>10
К 1		1,5	1,3	1,2		0,7	0,3	0,2	0,1

Таблица 1.2 - Удельное пылевыделение при работе буровых станков

Тип станка	Значения qij у дельного пылевыделения, кг/м3
Характеристика пород
Известняки, f =2 – 4	Алевролиты, f = 4 – 6	Аргиллиты, f = 6 – 8	Песчаники, f = 8 – 10
СБШ-200	0,8	1,3	2,0	3,4
СБШ-250	0,6	0,9	1,3	2,4
СБШ-320	0,7	1,2	1,8	3,1

М

тв

вз = Nв ×

m

å

j =1

0,16 × qтв

× Vгм j × (1- ) ×10^{- 3}

 

т/год (1.4)

j

где 0,16 – коэффициент, учитывающий гравитационное оседание твердых частиц в пределах карьера; m  - количество марок ВВ, используемых при взрывах, шт.; q_i – удельное пылевыделение на 1м³ взорванной горной массы в зависимости от крепости пород и рецептуры ВВ j -го типа, кг/м³(табл. 1.3); – коэффициент эффективности средств пылеподавления, доли ед. (табл. 1.5); N_в - количество взрывов в течение года, раз; V_{гм j} - объем взорванной горной массы, взорванной ВВ j -го типа, м³

Vгмj

= Qввj / qвв,

(1.5)

где Q_{вв j} – количество взорванного ВВ j -го типа, кг; qвв - средний удельный расход ВВ, кг/м³.

Количество вредных газов, выбрасываемых в атмосферу

M^взi = M₁i + M₂i, т/год (1.6)

где М_1i – количество i -го вредного газа, выбрасываемого при взрыве с пылегазовым облаком, т/год; М_2i – количество i -го вредного газа, выделяющегося после взрыва из взорванной горной массы, т/год;

M 1 i

= N ×

m

å

j =1

q 1 ij × Qввj × (1 - η 1),

т/год (1.7)

где q_1ij – удельное выделение i -го вредного вещества при взрыве

j -го ВВ в пылегазовоем облаке, т/т (табл. 1.4); η 1- коэффициент эффективности средств газоподавления, доли ед. (табл. 1.5).

 

M 2 i

= N ×

m

å

j =1

q 2 ij × Qввj,

т/год (1.8)

где q_2ij – удельное выделение i -го вредного вещества при взрыве j -го ВВ из взорванной горной массы, т/т (табл. 1.4);

 

Таблица 1.3 - Удельное пылевыделение из взорванной горной массы

1. Крепость породы, f	2-4	4,1-6	6,1-8	8,1-10	10,1-12	12,1-14
2. Удельное пыле- выделение qjтв, кг/м3: - в сухих породах гранулированны ми ВВ; - в обводненных поро-дах эмульсионными ВВ	0,03	0,04	0,05	0,07	0,08	0,10
0,02

Таблица 1.4 – Удельное содержание вредных веществ в пылегазовом облаке (ПГО) и взорванной горной массе (ГМ)

Взрывчатые вещества	Коэффицент крепости пород, f	в ПГО q 1 ij, т/т	в ГМ q 2 ij, т/т
CO	NOx	CO	NOx
Граммонит 79/21	12–13	0,011	0,0034	0,004	0,0015
10–12	0,009	0,0067	0,004	0,0031
9–10	0,008	0,0070	0,004	0,0038
6–8	0,007	0,0080	0,003	0,0035
2–5	0,007	0,0097	0,003	0,0041
Гранулит-УП	2–6	0,008	0,0094	0,002	0,0036
Эмульсионные: -Сибирит -Порэмит	2-6	0,004	0,0011	0,002	0,0006

Таблица 1.5 - Эффективность средств пыле-газоподавления при взрывах

Средства пыле-газоподавления	Коэффициент эффективности, доли ед.
пылеподавления, η	газоподавления, η1
Буровая мелочь
Гидрозабойка,	0,6	0,5
Пеногелевая забойка	0,55	0,8

 

Задание 1.1

На угольном разрезе для бурения взрывных скважин диа­метром d применяются п станков шарошечного бурения с систе­мой «сухого» пылеулавливания. Скорость бурения V_б. Коэффи­циент крепости f по шкале проф. М. М. Протодъяконова. Влаж­ность породы W. Число часов работы бурового станка . Вари­анты заданий в Приложении 2.

Определить количество твердых частиц, выделяющихся в атмосферу.

Задание 1.2

При производстве одного взрыва на разрезе в породах крепостью f, расходуется взрывчатые вещества, в т.ч. граммонит 79/21 – Q 1; порэмит – Q 2; сибирит – Q 3; гранулит-УП – Q 4. Количество взрывов в течение года N. Исходные данные в Приложениях 2-3.

Определить количество вредных веществ, выделяющихся при взрывных работах в течение года.

 

Контрольные вопросы

1. К какому виду источников загрязнения атмосферы относятся буровые станки?

2. Меры по снижению выбросов пыли при буровых работах.

4. Какие факторы влияют на количество выделения пыли при буровых работах?

5. Как влияет кислородный баланс ВВ на выделение вредных веществ при взрыве?

6. Меры по снижению пылегазовых выбросов при взрывных работах.

7. Какие факторы влияют на выделение пылегазовых выбросов при взрывных работах?

8. Какие вредные выбросы в атмосферу разреза происходят во время взрыва?

9. Что выделяется в атмосферу разреза из взорванной горной массы?

10. К какому виду источников загрязнения атмосферы относятся массовые взрывы?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Расчет выбросов