И.Б. Катанов Горное дело и окружающая среда. Программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 090500

10

Мф = К	0	К qо	П (1 −η) 106 , т/год	(2.1)
о		1 уд

где К0 – коэффициент, учитывающий влажность материала (табл.2.1); К1 - коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл.2.2); qоуд - удель-

ное выделение твердых частиц с 1 м3 породы, подаваемой в отвал, г/м3 ; П - количество породы, подаваемой в отвал, м3/год; η - эффективность средств пылеподавления (применяется по экспериментальным или справочным данным), доли.

Таблица 2.1

Зависимость величины К0 от влажности породы

Влажность породы, %	К0
до 0,5	2,0
0,5-1,0	1,5
1,0-3,0	1,3
3,0-5,0	1,2
5,0-7,0	1,0
7,0-8,0	0,7
8,0-9,0	0,3
9,0-10,0	0,2
более 10,0	0,1

Таблица 2.2 Зависимость коэффициента К1 от скорости ветра, наиболее часто повторяющегося в данной местности

Скорость ветра V, м/с	К1
до 2	1,0
2-5	1,2
5-7	1,4
7-10	1,7

11

Таблица 2.3 Удельное выделение твердых частиц при формировании отвала

	Наименование оборудования	qоуд, г/м3
1.	Драглайн ЭШ-15/90, 20/90	18,0
2.	Драглайн – ЭШ-10/70	26,6
3.	Драглайн ЭШ-4/40; ЭШ-5/45	64,0
4.	Разгрузка автосамосвала	10,0
5.	Разгрузка думпкара	10,0
6.	Бульдозер	5,6

Данные приведены без учета средств пылеподавления. При прочих равных условиях для мехлопат qоуд принимается в два раза меньше, чем

для драглайна.

Для расчета нормативов ПДВ количество выделяющихся твердых частиц при формировании породных отвалов определится по формуле

Мотф' =	К0 К1 qоуд Пч (1−η' )	, г/с	(2.2)
	3600

где Пч – максимальное количество породы, поступающей в отвал, м3/ч. Количество твердых частиц, сдуваемых с поверхности породного

отвала, определяется по формуле

Мс	=86,4 К	0	К	1	К	2	S	о	W γ(365 −Т	с	)(1−η') , т/год (2.3)
от									о

где К2 – коэффициент, учитывающий эффективность сдувания твердых частиц с отвала в т.ч.: для действующего отвала К2=1; в первые три года после прекращения отвалообразования К2=0,2; более трех лет после прекращения отвалообразования К2=0,1; Sо – площадь пылящей поверхности отвала, м2; Wо – удельная сдуваемость твердых частиц с пылящей поверхности отвала (принимается Wо=0, 1 10-6 кг/м2); γ - коэффициент измельчения горной массы (принимается γ=0,1); Тс– среднегодовое количество дней с устойчивым смежным покровом.

При подстановке в формулу (2.3) значений Wо и γ получаем форму-

лу

Мотс =86,4 К0 К1 К2 Sо (365 −Тс)(1−η') 10−8 , т/год.

(2.4)

Для расчета норм ПДВ количество твердых частиц, сдуваемых с поверхности породных отвалов, определяется по формуле

Мотс' = К0 К1 К2 Sо (1−η') 10−5 , г/с .

(2.5)

12

Для определения общего выброса твердых частиц с породного отвала необходимо суммировать количество выделяющихся при формировании и сдуваемых с поверхности частиц пыли:

Мот = Мотф	+ Мотс ,	т/год;	(2.6)
Мот' = Мотф'	+ Мотс' ,	г/с .	(2.7)

Задание к практическому занятию № 2

Расчет вредных выбросов с породного отвала

На разрезе имеется действующий негорящий породный отвал. Порода доставляется на отвал транспортными средствами, и отвал формируется (планируется). Ежегодно в отвал подается П породы с некоторой влажностью. Максимальное количество породы, поступающей на отвал в течение часа, составляет Пч. Площадь пылящей поверхности отвала равна Sот. Пылеподавление на отвале не применяется. Для местности характерны:

-наиболее часто повторяющаяся скорость ветра, V, м/с;

-наибольшее число дней с устойчивым снежным покровом, Тc, дней – (см. в задании к практическому занятию №1).

Порядок расчета вредных выбросов с породных отвалов

1.Найти коэффициент, учитывающий влажность породы, К0.

2.Найти коэффициент, учитывающий скорость ветра, К1.

3.Найти удельное выделение твердых частиц с 1 м3 породы, пода-

ваемой в отвал, qоуд, г/м3.

4. Определить количество твердых частиц, выделяющихся при формировании отвала Мотф , т/год; Мотф' , г/с.

5.Определить количество твердых частиц, сдуваемых с поверхности породного отвала, Мотс , т/год; Мотс' , г/с.

6.Определить выброс твердых частиц с породного отвала Мот,

Мот' .

7.На основании выполненных расчетов занести данные в соответст-

вующие таблицы проекта нормативов ПДВ и описать в пояснительной записке результаты расчетов.

13

13	практическому занятию №2
	Варианты задания к

	20		зер
		авто	бульдо-	55000	8	8			11000
	19	ж/д	ЭКГ-8	62000	10	11			12000
	18	авто	10/70	73000	10	10			13000
			ЭКГ-
	17	ж/д	15/90	85000					14000
			ЭШ-		9	9
	16	авто	ЭКГ-5	43000	8	7			16500
	15	ж/д	ЭКГ-5	67000	7	10			14000
	14	авто	20/90	78000					13000
			ЭШ-		6	8
показателей
	1312	ж/д	ЭШ-4/40	83000	53	1213			16000
		авто	ЭКГ-8	95000					17500
значение
	1011	ж/д	ЭКГ-20	100000	5 4	1615			18000
		ж/д	ЭКГ-20	102000					19000
и
	8 9	ж/д		85000	107	1314			16500
Варианты			ЭШ-
		авто	ЭКГ - 8	90000					17000
			41/40
		авто	20/90	75000					15500
	7		ЭШ-		9	7
	6	ж/д	ЭКГ-5	65000	4	9			14500
	5	авто	ЭКГ-5	40000	3	5			12000
		ж/д	15/90	80000		12			16000
	4		ЭШ-		8
		авто	10/70	70000					15000
	3		ЭШ-		7	6
	2	ж/д	ЭКГ-8	60000	6	10			14000
		авто	зер	50000					13000
	1		бульдо-		5	7
Наименование	показателей	Транспортные средства	Средстваформированияотвала	Количество породы, м,П	Влажностьпо- %,роды	Максимальное	количествопо-	/ч	Площадьпылящейповерхотваланости, S
								,родыП
								3
				год				м ,
								ч	2
				/
				3					м
									,
									от

14

Контрольные вопросы к практическому занятию № 2

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?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3

Расчет пылегазовых выбросов при буровзрывных работах

Буровзрывные работы являются неорганизованными источниками загрязнения атмосферы. При работе бурового станка количество твердых частиц определяется по формуле

М	б	= 0,785 d 2 V ρ Т в К	7	(1−η) , т/год	(3.1)
		б

где d – диаметр скважины, м; Vб – скорость бурения, м/ч; ρ - плотность буримой породы, т/м3; Т – количество часов работы, ч/год; η - эффективность средств пылеулавливания, доли ед.; в – содержание пылевой фракции в буровой мелочи, доли ед. (принимается 0,1); К7 – доля пыли, переходящей в аэрозоль, доли ед. (принимается 0,02).

Для расчета нормативов ПДВ количество твердых частиц, выделяющихся при бурении в атмосферный воздух, определяется по формуле

Мб'		0,785 d 2	V	ρ Т в К	7	(1	−η) 103
	=		б					, г/с .	(3.2)
				3,6

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.

15

Расчет количества вредных веществ (твердые частицы, оксид углерода, оксиды азота), выбрасываемых с пылегазовым облаком за пределы разреза при производстве одного взрыва, производится по формуле

Мвз = К8 qвуд Q (1−η'), т

(3.3)

где К8 – коэффициент, учитывающий гравитацию частиц (для твердых частиц принимается К8=0,16, а для газов К8=1); qвуд - удельное выделе-

ние i-го вредного вещества при взрыве 1 т ВВ, т/т (принимается для оксидов азота qудNOx = 0,0025 т/т; для пыли qтвуд из табл.3.1 и оксида угле-

рода qСОуд табл.3.2); Q – количество взорванного ВВ, т; η′ – эффектив-

ность средств пылеподавления, доли ед. (при использовании гидрозабойки η′=0,6 для пыли и η′ = 0,85 для газов; при твердой забойке η′ =0).

Для определения значений qвуд предварительно рассчитывается удельный расход ВВ на 1 м3 взорванной горной массы по формуле

	_	Q	, кг/м3	(3.4)
	q =
		Vг.м.

где Vг.м. – объем взорванной горной массы, тыс. м3.

Таблица 3.1 Удельное выделение твердых частиц (пыли) на 1 т ВВ при взрывных

работах

Удельный рас-		Значение qтвуд , т/т
_
ход ВВ q , кг/м3	Граммонит	Игданит	Граммонит	Гранулотол
	79/21		30/70
0,1	0,088	0,092	0,096	0,094
0,2	0,061	0,067	0,073	0,070
0,3	0,057	0,065	0,074	0,070
0,4	0,060	0,072	0,085	0,079
0,5	0,067	0,084	0,104	0,094
0,6	0,079	0,102	0,133	0,118
0,7	0,094	0,128	0,174	0,151
0,8	0,116	0,164	0,233	0,198
0,9	0,144	0,214	0,317	0,264

16

Таблица 3.2 Удельное выделение оксида углерода на 1 т ВВ при взрывных

работах

Удельный рас-		Значение qCOуд , т/т
_
ход ВВ q , кг/м3	Граммонит	Игданит	Граммонит	Прочие ВВ
	79/21		30/70
0,1	0,076	0,007	0,037	0,032
0,2	0,040	0,005	0,032	0,024
0,3	0,022	0,004	0,027	0,018
0,4	0,012	0,002	0,023	0,014
0,5	0,006	0,002	0,020	0,010
0,6	0,003	0,001	0,017	0,008
0,7	0,002	0,001	0,014	0,006
0,8	0,001	0,001	0,012	0,005
0,9	0,001	0,001	0,010	0,003
1,0	0,001	0,001	0,009	0,003

При использовании одновременно нескольких видов ВВ расчет количества вредных веществ, выбрасываемых с пылегазовым облаком за пределы разреза при производстве одного взрыва, производится по формуле

М

вз

= К

8

(qв

Q +qв

Q

2

+... +qв

Q

n

)(1−η'),т .

(3.5)

уд

1 уд

2

уд

n

1

Количество оксидов углерода, выделяющихся из горной массы после взрыва, равно 50% от его выбросов с пылегазовым облаком, а пыль и оксиды азота из горной массы после взрыва не выделяются.

Для укрупненных расчетов валовых пылегазовых выбросов в атмосферу количество выбрасываемых вредных веществ определяется с учетом приведения показателей ВВ к граммониту 79/21 по формуле

Мвi = ai K8 qвуд Qr (1 −η'), т/год

(3.6)

где ai – безразмерный коэффициент, учитывающий выделения вредных веществ из взорванной горной массы (принимается аСО=1,5; атв=1;

аNOx=1); qвуд- удельное выделение i-го вредного вещества при взрыве 1 т

граммонита 79/21 (принимается в соответствии с данными табл. 3.1 и 3.2), т/т; Qr – общий расход ВВ, т/год.

17

Для определения qвуд по табл.3.1 и 3.2 предварительно находится

_

удельный расход ВВ ( q ), приведенный к граммониту 79/21, кг/м3 :

	_	Q1 в1 +Q2 в2 +... +Qn вn	103, кг/м3
	q =			(3.7)
		Vг.м.

где в1, в2…, вn – безразмерные коэффициенты, учитывающие работоспособность ВВ, обозначенных индексами 1,2,… n (принимаются в соответствии с табл.3.3).

Таблица 3.3 Значение переводного коэффициента для различных ВВ

Тип ВВ	Значения «в»
Гранулит Ас-8	0,83
Граммонит 79/21	1
Игданит	1,13
Гранулотол	1,20
Граммонит 30/70	1,26

Задание к практическому занятию № 3 3.1. Расчет выбросов твердых частиц при буровых работах

На угольном разрезе для бурения взрывных скважин диаметром d, м, применяются N станков шарошечного бурения с системой «сухого» пылеулавливания с эффективностью η, доли ед. Скорость бурения

– Vб, м/ч. Плотность породы ρ, т/м3. Число часов работы бурового станка в течение года равно Т, ч/год.

Порядок расчета вредных выбросов при буровых работах

1. Определить количество твердых частиц, выделяющихся при ра-

боте N буровых станков, Мб, т/год, и Мб' , г/с .

2. Данные о выделении пыли в атмосферу разреза при буровых работах внести в таблицы проекта нормативов ПДВ. Дать пояснения в тексте пояснительной записки.

19

								Варианты условия задания № 3.1
	Наименова-								Варианты и значения показателей
	ние показа-
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	телей
	Диаметр бу-		0,25	0,22	0,18	0,32	0,25	0,22	0,18	0,32	0,35	0,22	0,22	0,25	0,18	0,32	0,25	0,22	0,18	0,32	0,22	0,25
	римых сква-
	жин, d, м
	Скорость бу-		12	14	15	10	13	12	13	15	14	13	13	14	15	16	14	13	12	11	10	12
	рения, Vб , м/ч
	Плотность по-		1,8	1,7	1,9	2,0	1,8	1,9	2,0	2,2	1,9	2,0	1,9	2,0	2,0	2,1	1,9	1,8	1,7	1,9	2,0	2,1
	роды, ρ, т/м3																						18
	Эффектив-		0,75	0,8	0,9	0,9	0,8	0,85	0,7	0,8	0,7	0,9	0,9	0,8	0,7	0,6	0,7	0,8	0,9	0,7	0,8	0,8
	ность пыле-
	улавливания,
	η, доли ед.
	Число	часов	520	500	540	560	510	550	500	520	560	520	520	560	550	560	510	540	530	520	510	520
	работы	бур-
	станка,
	Т, ч/год
	Число станков,		28	32	24	35	34	13	35	38	24	13	31	14	25	26	31	34	15	26	16	15
	N, шт.

19

3.2. Расчет выбросов вредных веществ при проведении взрывных работ

При производстве одного взрыва на разрезе расходуется Q взрывчатого вещества, в т.ч. граммонита 79/21 – Q1; граммонита 30/70 – Q2; игданита – Q3; гранулотола – Q4. Объем взорванной горной массы Vг.м ..

Порядок расчета пылегазовых выбросов при проведении одного взрыва

1. Определить удельный расход ВВ на 1 м3 взорванной горной мас-

_

сы, q , кг/м3.

2. Определить выделение вредных веществ при взрыве 1 т ВВ, в т.ч.:

qтв граммонита 79/21;

уд1

qтв граммонита 30/70;

уд2

qтв игданита;

уд3

qтв гранулотола;

уд4 qудNOx1 .

qCO граммонита 79/21;

уд1

qCO граммонита 30/70;

уд2

qCO игданита;

уд3

qCO гранулотола;

уд4

3.Определить количество твердых частиц, выбрасываемых с пылегазовым облаком за пределы разреза при производстве одного взрыва,

Мвзтв.

4.Определить количество оксида углерода, выбрасываемое с пыле-

газовым облаком за пределы разреза при производстве одного взрыва,

МвзСО .

5.Определить количество оксидов азота, выбрасываемое с пылега-

зовым облаком за пределы разреза при производстве одного взрыва,

МвзNOx .

6.Определить количество вредных веществ, выделяющихся их гор-

ной массы после взрыва, Мгтв.м., МгNOx.м. , МгCO.м..

7. Определить количество вредных веществ, выделяющихся при взрывных работах от одного взрыва, Мвтв' , МвNOx' , МвCO' .

Мвi = Мвзi + Мгi.м., т.

8. Данные по залповому выбросу вредных веществ в пылегазовом облаке внести в таблицу проекта норм ПДВ.