Технические науки/10. Охрана труда

к. т. н. Сапарова Г.К.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

 

Анализ расчетов определения объемов воздуха эжектируемого из укрытий технологического оборудования

 

На горно-перерабатывающих предприятиях при ведении технологических процессов (например, дробление, просеивание, транспортирование) в окружающую среду выделяется значительное количество пыли, которая оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека и может стать причиной профессионального заболевания - пневмокониоза. На современных дробильно-сортировочных и обогатительных фабриках применяются различные способы пылеподавления у источников загрязнения рабочих зон. Это, прежде всего герметизация, аспирация технологического оборудования, гидрообеспыливание и др.

Из всех имеющихся способов пылеподавления наибольшее распространение получила местная вытяжная вентиляция (аспирация). Преимуществом применения аспирации является то, что он применим как при отрицательных, так и при положительных температурах окружающей среды.

Установлено, что запыленность атмосферы рабочих зон в местах перегрузки с конвейера на конвейер превышает предельно-допустимую концентрацию (ПДК). Об интенсивности пылеобразования в местах перегрузки можно судить по концентрации пыли в отсасываемом из аспираций укрытий воздуха. Пределы изменения концентрации пыли приведены в таблице 1 [1].

Как видно из таблицы 1 этот способ при существенном уровне технических решений не исключает выбросов пыли в атмосферу рабочих зон из перегружаемой массы.

 

Таблица 1 - Пределы изменения концентрации пыли в местах перепадов на конвейерах

 

Аспирируемые укрытия

Пределы изменения концентрации пыли в аспирируемом воздухе, (мг/м3)

Дробильные фабрики по переработке железистых кварцитов

Дробильно-сортировочные фабрики

Укрытия мест загрузки руды на конвейеры после дробления

600-2100

775-38800

Укрытия мест загрузки руды на конвейеры после грохотов

185-400

35-135

Укрытия мест перегрузки руды с конвейера на конвейер

62-1070

12-320

 

Одним из причин выделений пыли в атмосферу воздуха является несовершенство методов определения необходимых объемов аспирации от укрытий.

Определение количества воздуха, которое необходимо отсасывать из укрытия пылевыделяющего оборудования, связано с раскрытием эжектирующего действия движущегося материала.

Расчет объема воздуха, отсасываемого из аспирационного укрытия мест перегрузки на ленточный конвейер, определяется из баланса воздуха: количество воздуха, поступающего в укрытие, должно быть равно объему воздуха отсасываемого из укрытия [1], т.е.

 

                                               Q асп = Q э + Q н ,                                                                                (1)

 

где Qэ – количество воздуха вносимого (эжектируемого) в укрытие материалом;

Qн – количество воздуха, эжектируемого материалом и поступающего в укрытие через неплотности, м3/с.

Рассмотрим способы расчета аспирации от количества воздуха эжектируемого материалом и поступающего в укрытие через неплотности (Qн).

Количество воздуха поступающего через неплотности, определяется из условий создания противотоков, направленных внутрь укрытия. Необходимая скорость воздуха определяется из выражения [1]:

 

                                           Qн = μ р  , м/с                                                  (2)

 

где  μр – коэффициент расхода воздуха через отверстие в укрытий (μр = 0,65);     h – разрежение в укрытии, кг/м2;

        ρ – плотность воздуха, кг с2/м4.

Из формулы (2) видно, что величина Qн зависит в основном от заданного разрежения.

В работе [2] расход воздуха, поступающего через неплотности,  определяется по формуле:

 

                                              Qн = 3600 Fн ·  υн ,                                                   (3)

 

где  Fн  - площадь неплотностей, м2;

       υн - скорость движения воздуха через неплотности, м/с (рекомендуется принимать υн = 0,5-1 м/с).

Расчет объема воздуха (Qн) поступающего через неплотности в [3, 4, 5] предлагается рассчитывать по формуле:

 

                                          Qн = Fн ,                                            (4)

 

где  Qн – количество воздуха поступающего в укрытие через неплотности, м3/ч;

        Fн – площадь неплотностей, м2;

        Ра – разрежение в укрытий, Па;

       вх – коэффициент местного сопротивления входа воздуха в укрытие (для отверстия в стенке =2,4).

Для определения расхода воздуха (Qн) Н.А Бобровников [6] предлагает следующую формулу:

 

                                           Q н = 2,639 Fн ·.                                              (5)

 

В работе [7] также предложена следующая формула для определения Qн

 

                                    Q н = 0,65 Fн ·,                                               (6)

 

где  Fн – общая площадь неплотностей в укрытий, м2;

 Р – среднее разрежение в укрытии, н/м2.

Таким образом, из выше предложенных формул для расчета количества воздуха, которое необходимо отсасывать из аспирационного укрытия видно, что в них входят скорость прохода воздуха через неплотности и параметры, учитывающие необходимое разрежение внутри укрытия.

Скорость движения воздуха через неплотности (Vн) из результатов исследований [5] следует принимать

 

                                                V н = 0,65 υ кв , м/с                                                (7)

 

где  υ кв – конечная скорость движения материала при входе в укрытие, м/с.

Авторы [1] предлагают принимать значение Vн , равным

 

                                       V н = (1,0…1,2 ), м/с                                                      (8)

 

В работе [8] величину параметра Vн предлагается определять как

 

                                     V н = (0,5…1,0 ), м/с                                                        (9)

Из приведенных результатов исследований следует, что интервал рекомендуемых скоростей движения воздуха через неплотности (Vн) может колебаться довольно таки в широких пределах: от 0,5 до 5,0 м/с.

Следовательно, противоречивость предложенных авторами рекомендаций, указывает на то, что расчеты по определению количества эжектируемого воздуха поступающего через неплотности в укрытия, до сих пор еще несовершенны. Поэтому, с целью снижения запыленности воздуха в местах перегрузки сыпучих материалов (в желобах) возникает необходимость в их совершенствовании, которая позволит улучшить условия безопасности в рабочих зонах транспортировки полезных ископаемых.

 

Литература:

1. Недин В. В., Нейков О. Д. Борьба с пылью на рудниках. М., Недра, 1965.- С.200.

2. Руденко К. Г., Калмыков А. В. Обеспыливание и пылеулавливание при обработке полезных ископаемых. М., Недра, 1987.- С.364.

3. Минко В. И., Абрамкин Н. Г. Методики по расчету объемов аспирации, дисперсного состава и концентрации пыли от укрытий перегрузочных узлов и технологического оборудования заводов по производству строительных материалов. Белгородский технологический институт строительных материалов. 1979.- С.17.

4.Справочник по борьбе с пылью в горнодобывающей промышленности. М., Недра, 1982. – С.240.

5. Логачев И. Н., Голышев А. М. Повышение устойчивости аспирации перегрузок сыпучих материалов. В кн. «Охрана труда и техника безопасности в горнорудной промышленности». М., Недра 1980.- С.54-56.

6. Бобровников Н. А. Охрана воздушной среды от пыли на предприятиях строительной индустрии. М., Стройиздат, 1981.- С.98.

7. Афанасьев И. И., Ващенко В. С., Генералов Г. И. и др. Обеспыливание воздуха на фабриках горнообогатительных комбинатов. М., Недра, 1972. - С.184.

8. Руденко К. Г., Калмыков А. В. Обеспыливание и пылеулавливание при обработке полезных ископаемых. М., Недра, 1971.- С.352.