К.В. Кулецкий1, В.Г. Лунев2, К.В. Летуев2, А.М. Сафина3
1 АО «СУЭК»,
2 ООО «Разрез Аршановский»,
3 Санкт-Петербургский горный университет
Аннотация: Одними из острейших проблем на современном этапе развития про-
мышленного комплекса нашей страны являются рациональное природопользо-
вание и охрана труда. Интенсификация производственных процессов, различные
традиционные и новые технологии часто сопровождаются процессами пылеобра-
зования и пылевыделения. Это требует изыскания новых способов и средств обе-
спыливания повышенной эффективности на основе дальнейших теоретических
и экспериментальных исследований. Рассматривая вопросы обеспыливания, при-
ходится решать две взаимосвязанные задачи. Следует учитывать, с одной стороны,
необходимость снижения запыленности воздуха в ограниченных производствен-
ных объемах до предельно допустимых концентраций, улучшения санитарно-
гигиенических условий труда работающих, повышения взрывобезопасности ряда
производств. С другой – снижения промышленных выбросов запыленного воздуха
в окружающую среду. Добыча угля открытым способом сопровождается большим
количеством пыли на всех технологических этапах производства. При проведении
натурных экспериментов было установлено, что транспортировка угля автомо-
бильным транспортом по временным и постоянным автодорогам разреза сопро-
вождается наиболее высокой запыленностью. Зачастую дорожная одежда тех-
нологических автодорог формируется из вскрышных пород, которые вследствие
постоянных динамических нагрузок, выделяют большое количество витающей
пыли. Как показали исследования, проведенные у технологических автодорог раз-
реза «Аршановский», дисперсный состав пылевых частиц носит микроскопиче-
ский характер (на долю частиц от 10 до 0,25 мкм приходится 40% общей массы
пыли). Кроме этого ситуация усугубляется тем, что в составе пыли из вскрышных
пород содержится повышенное количество диоксида кремния, воздействие кото-
рого негативно отражается на здоровье рабочего персонала.
Ключевые слова: уголь, угольный разрез, пылеобразование, пылеподавление,
автодороги, удельный выброс пыли, концентрация пыли.
Для цитирования: Кулецкий К.В., Лунев В.Г., Летуев К.В., Сафина А.М. Модер-
низация системы гидроорошения поливочных автомобилей на угольных раз-
резах // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 4 (спе-
циальный выпуск 6). – С. 138–146. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-4-6-138-146.__ Согласно данным Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор) открытая
угледобыча в отрасли развивается в 2015 г. составила около 66 %
добываемого в Кузбассе угля (примерно на уровне 140 млн т), что
стало возможным благодаря применению высокопроизводитель-
ной техники. Работа современной техники на осадочных породах
и углях сопровождается выделением значительного количества пыли
в атмосферу и в результате запыленность воздуха на рабочих местах
во много раз превышает ПДК. Кроме вредного влияния на здоро-
вье людей и окружающую среду, высокая запыленность на рабочих
местах ухудшает условия эксплуатации горно-транспортного обору-
дования (ГТО), снижает безопасность и производительность, а сле-
довательно, и технико-экономические показатели работы угольных
разрезов. [7, 2, 12]
С увеличением глубины горных работ ухудшается естественный
воздухообмен и создаются условия для накопления вредных пылевых
выбросов и загрязнения атмосферы внутри разреза. В основном это
происходит вследствие недостаточной эффективности используемых
противопылевых мероприятий, а также отсутствия должного кон-
троля над источниками пылеобразования и количеством выбросов.
[4, 3, 11].
Особенности отработки разрезов оказывают существенное вли-
яние на специфику строительства и эксплуатации технологических
автодорог. Карьерные дороги отличаются от магистральных и автодо-
рог других промышленных предприятий небольшим сроком службы
и протяженностью, высокими удельными нагрузками и частым изме-
нением трассы. Кроме этого, отличительной особенностью является
большая грузонапряженность и интенсивность движения.
Высокая запыленность на автодорогах обусловлена высыпани-
ями из кузова породы, угля или руды, ветровой эрозии пыли с приле-
гающих территорий, износа покрытия автодорог и шин автомобилей.
На интенсивность пылевыделения на автодорогах влияют в основном
физико-механические свойства материала их покрытия, скорость
движения, масса и тип автомобиля, размеры дороги и метеорологи-
ческие условия [6, 10].
Результаты исследований показывают, что запыленность воздуха
вблизи автодорог составляет 0,5–103 мг/м3, интенсивность выделения
пыли на дорогах – 0,014 кг/с. Дисперсность витающей пыли чрезвы-
чайно высокая: 90–98% пылинок имеют размер менее 10 мкм. Пыль
на автодорогах является силикозоопасной из – за высокого содержа-
ния диоксида кремния, количество которого в образцах пыли дости-
гает до 40 – 42%. Такая пыль находится в зоне дыхания как рабочего персонала, так и представителей ИТР разреза. Причем для работ-
ников разреза не предусматривается выдача средств защиты орга-
нов дыхания, поскольку класс условий труда по пылевому фактору,
согласно СОУТ, относится к допустимому[3].
Исследования, проведенные на базе ООО «Разрез Аршанов-
ский», показали, что проблема запыленности на автодорогах стоит
особенно остро в летний период работы.
Кроме этого проблема усугубляется тем, что покрытие автодорог,
как правило, состоит из вскрышных пород, в составе которых имеется
повышенное содержание диоксида кремния (табл. 1, 2 ,3). В резуль-
тате элементного анализа, проведенного методом рентгено-флоу-
ресцентной спектроскопии было установлено, что во всех образцах
дорожной пыли содержание диоксида кремния более 60% (причем
нормирование уровня запыленности установлено для содержания
кремния до 5%).
Для снижения запыленности на предприятиях открытой добычи
угля существуют следующие мероприятия:
1)механическое удаление пыли смыванием, сдуванием, заса-
сыванием; удаление слоя пыли и продуктов поверхностного износа
автодороги грейдерами, механическими щетками и другими маши-
нами и механизмами;
2) нанесение на покрытие дорог закрепляющих составов, обла-
дающих вяжущими свойствами с целью образования верхних кон-
структивных слоев покрытия с новыми, более высокими эксплуата-
ционными характеристиками;
3)поверхностная обработка путем распределения по покрытию
автодороги растворов поверхностно-активных веществ для увеличе-
ния смачивающей способности дорожной пыли[1].
Наиболее рациональным с нашей точки зрения, является подход,
исключающий добавление различных химических реагентов в поли-
вочную жидкость, поскольку данный способ сильно удорожает про-
цесс обеспыливания и увеличивает класс опасности дорожной пыли
при ее смешении с поверхностью автодороги. Кроме этого, недостат-
ком данного способа увеличение трудовых затрат на приготовления
растворов необходимой концентрации [5].
На сегодняшний день орошение карьерных дорог произво-
дится одним автомобилем «БЕЛаЗ», объемом 75 м3. А также в целях
обеспыливания дорог имеются 2 пожарные автомашины типа
«Урал» емкостью 13 м3. Оросительная система на этих типах автомо-
билей представлена приваренной трубой с просверленными в ней
отверстиями. Эффективность пылеподавления при использовании
таких систем крайне низкая, поскольку за счет небольшого радиуса
орошения и низкого давления распыления, а также из – за быстрого
высыхания дороги увлажняется низкий процент пыли. Кроме этого,
увлажнение водой автомобильных дорог связано со значительными
затратами. В летний период при наличии сухого воздуха необходи-
мость орошения увеличивается, что приводит к увеличению затрат
на увлажнение пыли.
Известно, что на эффективность пылеулавливания в наиболь-
шей степени влияет степень диспергации орошающей жидкости
[9, 10]. Установлено, что максимальная коагуляция пыли достигается
при одинаковом размере пылевых частиц и капель жидкости. В рам-
ках работы предлагается в дополнение к имеющемуся оросительному
элементу установить систему низконапорного мелкодиспергирован-
ного орошения (рис. 1). Система форсуночного распыления 1 вклю-
чает низкого давления 2 (0,69 МПа) и находится параллельно попереч-
ной оси оросительного автомобиля на высоте 2 метра от дорожного
покрытия. Такое расположение позволит увеличить зону орошения
и захвата пылевых частиц. Предполагается, что размер выходного
отверстия форсунок будет 1 мм с углом распыления 120°, что позво-
лит увеличить корневой угол моющего сектора и повысит эффектив-
ность противопылевых мероприятий. Кроме этого увеличение кор-
невого угла моющего сектора создает предпосылки для увеличения
шага установки форсунок на рампе для того, чтобы избежать пере-
крытия между собой моющих секторов и непроизводительного рас-
хода воды.
Таким образом, использование данного способа позволит увели-
чить длину и ширину зоны орошения за 1 цикл полива за счет увели-
чения высоты зоны орошения и создания водяной завесы, благодаря
уменьшению диаметра форсунок при сохраненном объеме бочки.__
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Коршунов Г.И., Сафина А.М. Рекомендации по уменьшению запыленно-
сти автодорог разреза «Бородинский» АО «СУЭК-Красноярск» Горный инфор-
мационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал).– 2017
специальный выпуск)/СПГУ,СПб, С. 122–128
- Таразанов И.Г. Итоги работы угольной промышленности России
за январь-июнь 2015 года //Уголь. – 2015. – № 9. – С. 60–77.
- Мясников С.В. Состояние промышленной безопасности и организация
контроля в угольной промышленности // Безопасность труда в промышлен-
ности. – 2015. – № 6. – С. 9–16.
- Коршунов Г.И., Корнев А.В., Ерзин А.Х., Сафина А.М. Исследование осо-
бенностей взаимодействия растворов поверхностно-активных веществ
с угольной пылью Отдельные статьи: Горный информационно-аналитический
бюллетень (научно-технический журнал). -2015 – №1 (специальный выпуск 6).
С. 11–17
- Корнев А.В., Корнева М.В., Сафина А.М. Роль пылевого фактора в вопро-
сах обеспечения промышленной безопасности и охраны труда на пред-
приятиях угледобывающей отрасли / Горный информационно-аналитиче-
ский бюллетень (научно-технический журнал). – 2016 специальный выпуск.
С. 322 – 334
- 6. Jay F. Colinet Best Practices for Dust Control in Coal Mining / Jay F. Colinet,
James P. Rider, Jeffrey M. Listak, John A. Organiscak, Anita L. Wolfe -DHHS (NIOSH)
Publication, No. 2010–110. – 70 р.
- О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия насе-
ления в Российской Федерации в 2014 году: Государственный доклад. – М.:
Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благо-
получия человека, 2015. – 278 с
- Романченко С.Б. Пылевая динамика в угольных шахтах / С.Б. Роман-
ченко, Ю.Ф. Руденко, Костеренко В.Н. – М.: Горное дело, 2011. – 255 с.
- A Rule by the Mine Safety and Health Administration on 05/01/2014.
Lowering Miners’ Exposure to Respirable Coal Mine Dust, Including Continuous
Personal Dust Monitors. C. Summary of Major Provisions 2014.
- Cecala A.B., O’brien A.D. et al. Dust Control Handbook for Industrial
Minerals Mining and Processing 2013. 316 р
- Kovshov S. Application of Calcium Carbide for Reduction of Dust Release
in Port Complex / V. Kovshov,S. Kovshov, A. Erzin // International Journal of
Ecology & Development. – 2014 – №27. – P. 90–95.
- Уголь: Энциклопедия – М.: Эксмо, 2013. – 248 с.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Кулецкий Константин Валерьевич1 – главный специалист отдела охраны
труда,
Лунев Владимир Георгиевич2 – генеральный директор, e-mail: arshanovsky@
gmail.com;
Летуев Константин Всеволодович2 – начальник службы охраны окружа-
ющей среды и экологической безопасности, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.;
Сафина Азалия Марсовна3 – аспирант кафедры безопасности произ-
водств, e-mail: aza–Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.;
3 Санкт-Петербургский горный университет,
1 АО «СУЭК»,
2 ООО «Разрез Аршановский»,