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

1. 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

2. Таразанов И.Г. Итоги работы угольной промышленности России

за январь-июнь 2015 года //Уголь. – 2015. – № 9. – С. 60–77.

3. Мясников С.В. Состояние промышленной безопасности и организация

контроля в угольной промышленности // Безопасность труда в промышлен-

ности. – 2015. – № 6. – С. 9–16.

4. 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

5. 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. 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.

7. 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

8. Романченко С.Б. Пылевая динамика в угольных шахтах / С.Б. Роман-

ченко, Ю.Ф. Руденко, Костеренко В.Н. – М.: Горное дело, 2011. – 255 с.

9. 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.

10. Cecala A.B., O’brien A.D. et al. Dust Control Handbook for Industrial

Minerals Mining and Processing 2013. 316 р

11. 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.

12. 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»,