Дипломдық жұмыс: Экология | Пайдалы қазбаларды ашық әдіспен өндіру кезіндегі еңбек қорғау шараларын өңдеу

Мазмұны

КІРІСПЕ

І-ТАРАУ. ШАҢДАНУ ҚАРҚЫНЫН АНЫҚТАУ ТӘСІЛДЕРІ МЕН МИНЕРАЛДЫ ШИКІЗАТ ӨНДІРЕТІН ЖӘНЕ ӨҢДЕЙТІН КӘСІПОРЫННЫҢ ШАҢДАНУ ЖАҒДАЙЫН БАҒАЛАУ
1.1 Шаң бөліну қарқынын анықтаудың тәсілдері
1.2 Түрлі технологиялық процестер кезіндегі ауаның шаңдануын бағалау

ІІ-ТАРАУ. ҚАЗУ-ТИЕУ ЖҰМЫСТАРЫ КЕЗІНДЕГІ ШАҢМЕН КҮРЕС
2.1 Тау массасын тиеу кезіндегі шаңды басудың тәсілдері мен құралдары
2.2 Шаңды басу үшін судың салыстырмалы шығынын анықтаудың маңызды тәсілдеріне талдау

ІІІ-ТАРАУ. ЕСПЕЛІ ШАҢДЫ ТҰНДЫРУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
3.1 Шаң бөліну көздеріндегі шаң бөліктерінің қозғалыс сипаты
3.2 Шаң бөліну қарқындылығының аналитикалық негіздемесі

ІV-ТАРАУ. ГИДРОШАҢСЫЗДАНДЫРУДЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
4.1 Дисперлі бөліктердің сұйықпен әрекеттесуінің физика-химиялық негіздері
4.2 Шаңқоспасына арналған сұйықтықтың салыстырмалы шығынының негіздемесі
4.3 Тау массасы төгіндісін ылғалдандыру кезіндегі шаңды басудың құралдары мен тәсілдерін таңдаудың критерийлері
КІРІСПЕ

Қазақстандағы минералды ресурстарды табу және қайта өңдеу ұзақ уақыт бойы экологиялық салдарсыз және табиғатты қорғау саясатынсыз жүзеге асырылып келді. Бұл жағдайда ауаның ластануының түрлі көздеріндегі зиянды заттардың қалдықтары үлкен мәнге ие болды. Мысалы 1988 ж. бұрынғы Кеңес Одағында ластанудың стационарлық көздерінен болған қалдықтар 5,4 млн.т. құрады. Аудандардағы таукен өндірісі комбинаттарының қарқынды әркеттерінен жер қыртысы, жер үсті және жер асты сулары ластанды. Ауа бассейнінің ластануымен қатар пайдалы кендердің құнды компоненттерінің де жойылуына әкелді.
Соңғы кезекте мұның бәрі адамның денаулығына кері әсерін тигізетінін де көрсетуіміз керек. Осы болжамға байланысты және ластану көздерінің шаң бөліну қарқындылығын анықтау, таукен өндірісі және құрылыс кешендеріндегі шаңмен күресу шараларын ұйымдастыру маңызды мәселе болып табылады. Түрлі көздердің шаң бөліну қарқындылығын дұрыс анықтау тиімді құралдар мен шаңды басу тәсілдерін таңдауға мүмкіндік береді.
Қазіргі кезеңде қоршаған ортаның ластануымен күресу, жұмысшылардың еңбек жағдайын жақсарту да маңызды мәселе болып қала береді.
Жұмыста ұсақтау-сұрыптау фабрикаларындағы қайта тиеу желілерінен шаңның шектеулі-мүмкін болатын концентрациясына дейінгі шаң бөлінуді төмендетудің тәсілдері мен құралдары қарастырылады.
Үгітілген материалдардың физика-механикалық қасиеттеріне байланысты үгітудің түрлі кезеңдері үшін соңғы пайдаланыммен шаңды сору құралдары жасалған.
Берілген жұмыста ДСК бойынша бұзылған кен массаларының физика-химиялық қасиеттері есебінде ҚазҰТУ және ҚазБСҚА-да келтірілген шаңды сорудың құралдары мен тиімді тәсілдерін зерттеудің қорытындыларын жалпылауға талпыныс жасалған.
Теориялық және техникалық әзірлемелер таукен және құрылыс өндірісінде жұмыс істейтін инженерлік-техникалық білімі бар жұмысшылардың, жоғары оқу орындарында оқитын студенттер мен аспиранттардың қызығушылығын тудырады.

І-ТАРАУ. ШАҢДАНУ ҚАРҚЫНЫН АНЫҚТАУ ТӘСІЛДЕРІ МЕН МИНЕРАЛДЫ ШИКІЗАТ ӨНДІРЕТІН ЖӘНЕ ӨҢДЕЙТІН КӘСІПОРЫННЫҢ ШАҢДАНУ ЖАҒДАЙЫН БАҒАЛАУ

1.1 Шаң бөліну қарқынын анықтаудың тәсілдері

Жеткілікті нақтылықпен шаң бөлінудің ауқымын анықтауға мүмкіндік беретін ауаның шаңдауын бақылау құралдары мен тәсілдері белгілі.
Ауаның шаңдауын бақылау құралдары екі топқа бөлінеді:
- гравиметрлік, радиоизотопты, оптикалық, пьезоэлектрлік әдістер енгізілген диспрлік фазалы аэрозольден бөлінген құралдар; шаңды сумен сору, фильтрдегі қысымның түсуін өлшеу, механикалық вибрация әдістері;
- оптикалық, электрлік, және аккустикалық әдістер енгізілген дисперлік фазалы аэрозольден бөлінбеген құралдар. Түрлі топтардағы құралдар жеткілікті нақтылықпен ауаның ластануын анықтауға мүмкіндік беретіндігіне қарамастан ластану көзінің шаң бөліну қарқындылығына белгілі болжамдар жасау қиын. Шаң бөліну қарқындылығы көптеген факторларға қатысты.
Қарқындылық бойынша жұмысты зерттеу түрлі көздерден бірқатар математикалық формулаларды алуға мүмкіндік береді. Ауаның тепе-теңдік жағдайында жұмыс авторының үздіксіз әрекетінің нақты көзі үшін мына түрдегі қарқындылық формуласы ұсынылады:
J= X2 nu exp- (1.1)

мұндағы, J - шаң бөлінудің қарқындылығы, мг/м3 ; К- кенішті желдетудің сызбасына және кемерлі жұмыс алаңы көзінің орналасуына тәуелді коэффициент; Х- кеніш атмосферасының фондық есебіндегі шаң концентрациясы анықталатын шаң тасқыны алауының кіндігіндегі көзден нүктеге дейінгі қашықтық (мг/м3), Ψгр - өлшемі жоқ, межесіз параметр, желдету сызбасына тәуелді ауқым, м; u - шаң бөліну көзіндегі ауа легінің жылдамдығы, м/с.
Жұмыста (1) шаң бөлінудің қарқындылығын анықтау үшін анологиялық формула беріледі. Жұмыстың негізгі жетілмеген тұсы көптеген факторларға тәуелді түрлі коэффициенттрді анықтау болып табылады.
Сызықты көз үшін жұмыс авторы келесі формула бойынша қарқындылықты анықтауға ұсыныс береді:
J= X N u (1.2)
Үздіксіз әрекеттің нақты көзін алмастыру кезінде қарқындылық мына формула бойынша анықталады:
J= (1.3)

Мұнда, рециркуляция кезінде К=0.94 және желдетудің тік сызбасы кезінде К=1.44; uср – бос және тиелген машиналардың орта өлшем жылдамдығы; Х1 – жол бойы осінен тоқтаған нүктеге дейінгі қашықтық; m1,m0 – автожолдың жел жағынан ық жағына сәйкес орналасқан, фильтр арқылы ауаны сорудың түрлі жылдамдығы кезінде біркелкі уақыт аралығында алынған шаңның массасы, мг; Nm – ауаның шаңдануын іріктеу уақытында өткен тиелген бос автосамосвалдар саны; Q – фильтр арқылы ауаны сору жылдамдығы, м3/с; Вср – іріктеу уақытында өткен түрлі типтегі автосамосвалдардың орта өлшемдік база ауқымы, м.
(1) формула сияқты сондай-ақ (2), (3) формулалар шекті және шексіз коэффициенттерді құрайды. Сондықтан мұндай формулаларды пайдаланып, түрлі технологиялық процестер кезіндегі шаң бөліну қарқындылығын болжау күрделі мәселе болып табылады. Сонымен қатар көрсетілген формулалар өнеркәсіп жағдайында жүргізілген тәжірбиелердің еңбек сыйымдылығы үшін технологиялық цикл процесінде түрлі көздердің шаң бөліну қарқындылығын анықтауға мүмкіндік береді. Осыған байланысты технологиялық цикл процесінде шаң бөліну қарқындылығын болжау және анықтауға мүмкіндік туғызатын қолайлы тәсілді мақсатты түрде дайындау қажет. Шаң бөлінудің қарқындылығын дұрыс қалыптастыру бұратылған шаңды қамап алу және байлау тәсілдері мен құралдарын таңдауға көмектеседі.

1.2 Түрлі технологиялық процестер кезіндегі ауаның шаңдануын бағалау

Өнеркәсіп орындарының технологиялық сызбалары өндіру, жеткізу ұсақтау, сұрыптау, тиеу, жинақтау, сондай-ақ, ұнтақ тектес материалды қорапқа салудан тұрады.
Қазу, тиеу жұмыстары кезінде шаң қысымы құралдарының болмауы атмосфераға шаңның түсу қарқындылығы экскаватор типіне байланысты. ЭКГ – 4.6 экскаваторы үшін орта есеппен 300 мг/с шаң, ЭКГ – 8И – 350 мг/с, ЭКГ–12Н – 400 – 420 мг/с, ЭКГ – 20 шамамен 550 мг/с бөлінеді. Цикл бойынша шаңның түсу қарқындылығы былай азаяды: ЭКГ-4.6-0.5; ЭКГ – 12И – 3.5 ; ЭКГ – 2,0-2,7 мг/с метр куб.
Кеніш жолдары бойынша қозғалыс кезіндегі қопарылған тау массаларын тасымалдауда шаң бөліну қарқындылығы секундына 10 грамды құрайды. Мысалы, БелАЗ-540 самосвалы үшін 12г/м құрайды. Сонымен бірге 70-80 пайыз үлесті құрайтын ашық өңдеу кезінде автомобильді көлік 4.5-10 м/с шартты көмір қышқылын бөледі.
Жеткілікті мүмкін болатын концентрациясына дейін газды тұтандыру үшін 280-300 м /с таза ауа қажет. Мысалы, Киров кеніші үшін таза ауаның қажеттілігі 50 пайызды құрайды.
Шаң өндірістің барлық кезеңдерінде бөлінеді, яғни өндіріс орындары ауасының, атмосфералық ауа, су, топырақтың ластану деңгейінің жоғарлауына әкеледі, адамның денсаулығына кері әсерін тигізеді, сонымен бірге шикізаттың бір бөлігі де шаңның әсерінен жойылады. Байыту фабрикасы, құрылыс материалдары және конструкция кәсіпорындарының өндірісі техникалық жабдықтардың түрлі биіктікте қондырылуына негізделген тиеу желілерінің үлкен мөлшерімен сипатталады.
Шаңның көп бөлігі тау массасын түсіру, салу және ұнтақталған материалдарды ораған кезде бөлінеді. Шаң бөлінудің қарқындылығы уақыт бірлігіне қабылдау сыйымдылығына түсетін материалдардың биіктіктен құлауына байланысты.
Қолданылған материалдардың тиелген және түсірілген бөліктерінің шаң бөлінісін жайылдырмау тәсілдерімен ерекшеленетін көптеген басқа түрлері, телескопиялық және стационарлық, вертикальды және иілгіш, жабық және саңылаусыз т.б. түрлі атқарылымдарда орындалған науалар гравитациялық тасымалдаудың негізгі құралы болып табылады.
Зерттеулердің көп бөлігі және жеке авторлардың, сондай-ақ ғылыми-зерттеу ұжымының техникалық шешімдері осындай желілерді шаңсыздандыру мәселесіне арналған. Төгілетін материалдарды тиейтін жерлердегі жұмыс алаңы ауасының шаңдануы зерттеу құрылыс индустриясы және түсті металлургия кәсіпорындарында жүргізіледі. Мысалы, Қарағайлы таубайыту комбинаты байыту фабрикасының жұмыс алаңындағы тиеу кезінде шаңдану 4 мг/м қалпы ПДК 10 есеге көтеріледі.
Мұндай жағдай ҚР-ың басқа да түсті металлургиямен байыту фабрикаларында орын алған. Жұмыс алаңында тиеу кезіндегі ауаның шаңдануын зерттегенде ұсақталған және ұнтақталған материалдардың құрылыс индустриясы кәсіпорындарындағы концентрацияларының он есеге, ал ашық сақталған жағдайда жүз есеге көтерілгенін байқауға болады. Төгілетін ортаның ылғалдылығы мен ауыспалдылығына тәуелді ұсақталған материалдардан шаң бөлінудің қарқындылығын анықтауға бірнеше еңбектер арналған.
Көрсетілген автордың еңбегіне сәйкес 3,6-8,4 м/с жел жылдамдығы кезінде шаңның көтерілуі салынатын материалдардың санына байланысты салу кезіндегі 1,0-2,8 пайызды құрайды. 10,0-12,0 м/с жылдамдығы кезінде материалдың шаң түріндегі бөліктің максимальді көтерілуі байқалады.
Шаңның жұмыс орындарындағы атмосфераға түсетін шашыраңқы құрамы бастапқы түрде материалға тән физика-химиялық белсенділікті анықтайды, санитарлы-гигиеналық фактор бойынша аса маңызды сипаты болып табылады. Шашыраңқы бөліктердің барлық фракциясы адам организміне зиянды әсер етеді, алайда біркелкі массада аса көрнекті фиброгенді өзгерістер шаңның жіңішке шашыраңқы фракциясын тудырады.
Пневмокониоздың таралуынна әкелетін аса қауіптісі – 5 мкм-ден кем болмайтын мөлшердегі шаң бөліктері. Рудненск ұсақ қабырғалы блоктар заводында және Алматы руда емес материалдар комбинатында цементтерді тиеуде желілердің жұмыс алаңы атмосферасын құрайтын шаңның шашыраңқы құрамын зерттеу қорытындылары 1,6-5,9 мкм фракциясына шаң бөліктерінің бөліну мөлшерінің аса үлкен үлесін құрайды. Осыған сәйкес, жұмыс алаңы атмосферасындағы ұсақ шашыраңқы шаңның көп құрамы ерітінділер дайындау үшін бункерден керамзит блокты басқа да компоненттерді және цементті түсіру кезінде, сондай-ақ шаңданудың ПДК бірнше есе көтерілуі жұмысшыларды ауруға шалдықтыратын кері санитарлық-гигиеналық жағдайды туғызады.


ІІ-ТАРАУ. ҚАЗУ-ТИЕУ ЖҰМЫСТАРЫ КЕЗІНДЕГІ ШАҢМЕН КҮРЕС
2.1 Тау массасын тиеу кезіндегі шаңды басудың тәсілдері мен құралдары

Кеніш атмосферасының ластану мәселесіне кеңестік және шетелдік ғалымдардың бір қатар еңбектері арналады. Барлық зерттеу еңбектерінде теориялық негіздемелер және профилактикалық іс-шаралардың тиімділігіне баға беріледі. Әсіресе, кеніштердегі тиеу-түсіру кезінде ПДК-қа дейін шаң бөлінуді төмендету мәслесі ерекше мәнге ие.
Кеніштердегі негізгі төмендету тәсілдеріне тау массасын суару, ылғалдандыру, алдын ала ылғалдандыру жатады. Профилактикалық іс-шаралар түрлі техникалық және физика-химиялық құралдарды қолдану арқылы жүзеге асырылады.
Темір жол көлігін пайдалану арқылы өндірілетін кен орындарында қазіргі уақытқа дейін түрлі қуаттағы гидромониторлар қолданылатын гидропоезд мақсатқа жетудегі негізгі құрал болып табылады.
Экскаватордың қазу кезіндегі иірілген шаңымен күресу үшін таулы-техникалық жағдайға байланысты әрекеттің ауқымды көлеміне негізделген суландыру қондырғылары орнатылған. Суландыру шаң бөліну көзінен жақын, кей жағдайда экскаватор қазанының жебесіне немесе үстіңгі бөлігіне орнатылады. РМ-5 типті тиеуші машинаға жабдықталған КГ-4 суландыру қондырғысының конструкциясы сипатталады. Суландыру қондырғысы қазанның қазып алу сәтінде автоматты түрде қосылады. Суландыру жүйесінің түтікше диаметріне және жыныстың минералогиялық құрамына байланысты суландыруға кеткен су шығыны 6 литрден 10 литрге дейін жетеді, әрі ауадағы шаңның мөлшері тек 65 пайызға төмендейді.
Кен орындарын жер асты өңдеуде түрлі типті суландыру қондырғылары кең қолданыс тапты. ҚазКРО ҒА қызметкерлері Жезқазған кен орнында ЭП-1 экскаваторы жебесіне қондырылған автоматты суландыруды өңдеп, сынақтан өткізді.
Тиеу-түсіру кезінде шаңды басу үшін қолданылатын суландыру қондырғыларының жалпы кемшілігі олардың тиімділігінің төмен болып келуі.
Кен орындарын ашық әдіспен өңдеуде автомобиль көлігін пайдалану арқылы тау массасын ылғалдандыру үшін автосамасвалдың шасси базасындағы суаруға қажетті қондырғылар кең қолданыс тапты.
Мұнда сорғыштың, қондырғының сыйымдылығы, техникалық параметріне аса мән берілді. Сондай-ақ, ЮГОКа, Кривбасс кеніштері және Коркинуголь трестінде тау массасын ылғалдандыру үшін су құбыры желісіне қосылған 25-30•10-3 м саптамалы гидромонитордың қолданылу тәжірибелері белгілі.
Осы және басқа да жұмыстарда тау массасының жағдайын бағалауда 4-17пайыз ылғалдылыққа жету түрлі жынысты төгінділер үшін шаң бөлінуді төменгі мәнге дейін төмендететінін ескертеді.
Шаң бөлінуді төмендету мақсатымен бұзу және көмір өндіруден кейінгі технологиялық процестерде шахтадағы көмір қатпарларын алдын ала ылғалдандыру кең қолданысқа ие болды. Коунрад кеніндегі жүргізілген тау массасын алдын ала терең ылғалдандыру тәжірибесі құрғақ ыстық кезеңде тау массасын тиеуге дейін 1-6 күн сулаудың аса тиімділігін көрсетеді. Алайда, судың салыстырмалы шығыны және ылғалданған тау массасының тұру уақыты жеткіліксіз негіз екенін ескерту қажет. Мұның қорытындысында төгінділердің алдын ала ылғалдандыру тәжірибесі ашық кен жұмыстарында таратыла қоймады.
Қазіргі кезде бұрынғы КСРО-ның кеніштерінде су себетін қондырғылар табысты қолданылып келді.
10 м. диаметрлі саптамасы бар бұндай қондырғылар тау массасын ылғалдандыру уақытын үнемдеуге және су себу қондырғыларының рейс санын ұлғайтуға септігін тигізді. Бір қатар қолдағы қондырғыларға қарамастан тау массасы төгінділерінің барлық көлемін ылғалдандыру мүмкін емес, тек жарты көлемі ғана, ал астыңғы кемерін ылғалдандыруға келмейді. Осы қондырғыларды пайдалану кезінде тау массасы төгінділерін ылғалдандырушы параметрлерге байланысты өзгеретін гидромониторлы ағыстың параметрлері маңызды роль атқарады. Бұдан мынадай қорытындыға келеміз, салыстырмалы шығын, төгінділерге сұйықтың берілу жылдамдығы және оның сүзгіштігіне сәйкестігі сияқты параметрлердің жеткілікті негізінсіз ылғалдандыру жүргізіледі. Мұның бәрі тау массасын тиеуде ылғалдандыру және шаңды басу тиімділігін төмендетуге әкеледі.
Тау массивін қопару және қопарылған тау массасын желдету кезінде улы газбен күресудің түрлі құралдары мен тәсілдері бар. Бұл жағдайда екі фактор бойынша да атмосфераның ластануын төмендетуде жоғары тиімділікке жету мүмкін емес. Қопарылған тау массасын белгілі қондырғыларды қолдану арқылы ауа-сумен желдету ПДК-қа дейін ауадағы газдың концентрациясын төмендетуге мүмкіндік береді. Мысалы, Саяк кенішіндегі жергілікті желдеткіш қондырғысын төменгі ылғалдылық пен ауаның жоғары