Расчет пылевой нагрузки среды

Пылевая нагрузка(ПН) – масса пыли, поступающая в органы дыхания за время работы в контакте с пылью.

При проведении контроля содержания в воздухе рабочей зоны АПФД определяют фактические значения среднесменных концентраций АПФД и сравнивают их со среднесменными ПДК в соответствии с ГН 2.2.5.686-98 [1].

Таблица 2

Эффективность способов и средств борьбы с пылью

Средства борьбы с пылью	Эффективность (Э₁, Э₂), в долях единицы
Орошение: - типовая оросительная система - то же с укрытием - струи воды высокого давления - водовоздушные эжекторы (ВВЭ) - внутреннее орошение на комбайнах - промывка шпура при бурении скважин - подача воды в зону пылеобразования - пневмогидроорошение (ПГО)	0,7-0,8 0,85-0,98 0,85-0,95 0,9-0,95 0,75-0,85 0,8-0,9 0,83-0,92 0,9-0,98
Пена	0,8-0,98
Пылеотсос: - без укрытия - с укрытием	0,4-0,9 0,7-0,98
Предварительное увлажнение угольного массива: - водой - с применением добавок	0,5-0,7 0,6-0,8
Вентиляция	0,6

Таблица 3

Эффективность средств индивидуальной защиты органов дыхания

Уровень остаточной запыленности, мг/м³	Тип респиратора	Эффективность (Э₃), в долях единицы
≤ 25	У-2К	0,98
≤ 100	ШБ-1, «Лепесток-5»	0,96
≤ 200	Ф-62Ш	0,99
≤ 300	ПРШ-741, ПРШ-742	0,995

Среднесменная концентрация пыли – концентрация, определяемая по результатам непрерывного или дискретного отбора проб за промежуток, равный 75% продолжительности рабочей смены при выполнении основных технологических операций [3].

Показателем оценки степени воздействия АПФД на органы дыхания работающих является пылевая нагрузка за весь период реального или предполагаемого контакта с фактором. В случае превышения среднесменной ПДК фиброгенной пыли расчет пылевой нагрузки обязателен.

2.1. Расчет пылевой нагрузки рабочего. ПН на органы дыхания рабочего (или группы рабочих, если они выполняют аналогичную работу в одинаковых условиях) рассчитывается, исходя из фактических среднесменных концентраций АПФД в воздухе рабочей зоны, объема легочной вентиляции (зависящего от тяжести труда) и продолжительности контакта с пылью:

(1)

где К— фактическая среднесменная концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м³;

N — число рабочих смен в календарном году;

Т — количество лет контакта с АПФД;

Q — объем легочной вентиляции за смену, м³.

Усредненные величины объемов легочной вентиляции зависят от уровня энергозатрат и, соответственно, категорий работ:

– для работ категории Iа-Iб объем легочной вентиляции за смену — 4 м³;

– для работ категории IIа-IIб — 7 м³;

– для работ категории III — 10 м³.

В соответствии с гигиеническими критериями тяжести выполняемой работы установлено четыре категории работ:

Категория I – легкие физические работы, энергозатраты до 172 Вт (150 ккал/ч);

Категория II –физические работы средней тяжести, категория IIа энергозатраты от 172 до 232 Вт (150-200 ккал/ч); IIб – от 232 до 293 Вт (200-250 ккал/ч);

Категория III – тяжелые физические работы, энергозатраты более 293 Вт (250 ккал/ч);

Полученные значения фактической ПН сравнивают с величиной контрольной пылевой нагрузки, значение которой рассчитывают в зависимости от фактического или предполагаемого стажа работы, предельно допустимой концентрации пыли и категории работ.

Расчет среднесменной концентрации.

Среднесменная концентрация (К_сс) — средневзвешенная концентрация за всю рабочую смену, рассчитывается по формуле:

(2)

где К₁, К₂...К_п— концентрации вещества;

t₁, t₂,...t_n — время отбора пробы.

Медиана (Me) — безразмерное среднее геометрическое значение концентрации вредного вещества, которая делит всю совокупность концентраций на две равные части: 50 % проб выше значения медианы, а 50% — ниже. Медиана рассчитывается по формуле:

(3)

Пределы колебаний концентраций характеризует стандартное геометрическое отклонение (σ_g), рассчитываемое по формуле:

(4)

Стандартное геометрическое отклонение, не превышающее 3, свидетельствует о стабильности концентраций в воздухе рабочей зоны и не требует повышенной частоты контроля; σ_g более 6 указывает на значительные колебания концентраций в течение смены и необходимость увеличения частоты контроля среднесменных концентраций для данной профессиональной группы работающих (на данном рабочем месте).

2.3. Расчет контрольного уровня пылевой нагрузки. Контрольный уровень пылевой нагрузки(КПП) — это пылевая нагрузка, сформировавшаяся при условии соблюдения среднесменной ПДК пыли в течение всего периода профессионального контакта с фактором:

(5)

где ПДК—среднесменная предельно допустимая концентрация пыли в зоне

дыхания работника, мг/м³.

При соответствии фактической пылевой нагрузки контрольному уровню условия труда относят к допустимому классу, и подтверждается безопасность продолжения работы в тех же условиях.

2.4. Защита временем. При превышении контрольных пылевых нагрузок рекомендуется использовать способ «защита временем», т.е. необходимо рассчитать стаж работы (Т₁), при котором ПН не будет превышать КПН. При этом КПН рекомендуется определять за средний рабочий стаж, равный 25 годам. В тех случаях, когда продолжительность работы более 25 лет, расчет следует производить, исходя из реального стажа работы.

(6)

где Т₁ – допустимый стаж работы в данных условиях;

КПН₂₅ – контрольная пылевая нагрузка за 25 лет работы в условиях соблюдения ПДК. Рассчитывается по формуле 6 при Т=25 лет.

В случае изменения уровней запыленности воздуха рабочей зоны или категории работ (объема легочной вентиляции за смену) фактическая пылевая нагрузка рассчитывается как сумма фактических пылевых нагрузок за каждый период, когда указанные показатели были постоянными. При расчете контрольной пылевой нагрузки также учитывается изменение категории работ в различные периоды времени.

2.5. Расчет уровня остаточной запыленности. Уровень остаточной запыленности (мг/м³) рассчитывается по формуле:

(7)

где Э_сум – суммарная эффективность способов борьбы с пылью, доли

(8)

единицы.

где Э₁ принимается по табл.2;

Э₂ – эффективность пылеподавления вентиляцией, принимается по табл.2.

(9)

В случае К_ост1>ПДК, остаточная запыленность определяется по формуле:

где Э₃ принимаем по табл.3.

Расчет варианта задания

Исходные данные:

Операция – выемка угля комбайном; АПФД – угольная пыль с содержанием 7% SiO₂; ПДК=4 мг/м³; число рабочих смен в году N=260; количество лет контакта с АПФД (Т) равно 5; энергозатраты 300 Вт.

Фактические концентрации: K₁=710 мг/м³, K₂=560 мг/м³, K₃=480 мг/м³, K₄=1070 мг/м³. Длительность отбора проб: t₁=30 мин, t₂=50 мин, t₃=60 мин, t₄=20 мин.

Мероприятия по борьбе с пылью – орошение струей воды высокого давления; вентиляция.

Решение

1. Определяем среднесменную концентрацию пыли при выемке угля (К_сс) по формуле 2:

2. Рассчитываем пылевую нагрузку по формуле 1. Так как энергозатраты трудящегося составляют 300 Вт, данная работа относится к III категории с Q=10 м³:

3. Расчет контрольного уровня пылевой нагрузки:

4. Контрольная пылевая нагрузка за 25 лет работы в условиях соблюдения ПДК («защита временем»):

5. Расчет допустимого стажа работы в данных условиях:

6. Медиана определяется по формуле 3:

7. При этом геометрическое отклонение, исходя из формулы 4, составит:

8. Расчет ПН с учетом орошения, вентиляции и СИЗ, производим по формулам 7, 8, 9. Суммарная эффективность способов борьбы с пылью:

Остаточный уровень запыленности равный 24,9 мг/м³ превышает ПДК более чем в 6 раз. Необходимо использовать СИЗ органов дыхания - респиратор типа У-2К (табл. 2). Следовательно,

Выводы: Для данных условий была рассчитана величина пылевой нагрузки, равная 8,1 кг за 5 лет, без применения средств и способов борьбы с пылью. В данных условиях общий стаж работы составил около 5 часов. После применения различных способов пылеподавления остаточная запыленность воздуха снизилась до 24,9 мг/м³, что все равно недостаточно и превышает ПДК в 6 раз. В таких случаях обязательно применение противопылевых респираторов. Применение респиратора позволило снизить остаточную запыленность до 0,5 мг/м³, что соответствует гигиеническим требованиям (не более 4 мг/м³).

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение понятия «пыль».

2. В чем проявляются «вредность» пыли, «опасность» пыли?

3. Какие свойства пыли обуславливают ее «вредность», «опасность»?

4. Дайте определение предельно допустимой концентрации.

5. Что такое остаточная запыленность воздуха?

6. Какие способы борьбы с пылью применяются на производстве?

Список литературы:

1. ГН 2.2.5.686-98 «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны»;

2. Прусенко Б.Е., Сажин Е.Б., Сажина Н.Н. Аттестация рабочих мест: Учебное пособие. – М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. – 238-251 с.;

3. Правила безопасности в угольных шахтах. Кн.3. Инструкция по борьбе с пылью и пылевзрывозащите. – Липецк: Липецкое издательство Роскомпечати, 1997. – 14-27 с.

Таблица 4

Варианты заданий

№ п/п	Выполняемые работы	АПФД	ПДК мг/м³	Стаж работы с АПФД Т, лет	Энергоза-траты, Вт	Фактические концентрации пыли K, мг/м³				Мероприятия по пылеподавлению
						Длительность отбора проб t, мин
						К₁	К₂	К₃	К₄
						t₁	t₂	t₃	t₄
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Выемка полезного ископаемого	Антрацит с содержанием SiO₂ до 5 %	6	7	225	1070	950	600	800	Предварительное увлажнение массива специальными добавками
						10	20	55	35
2		Медносульфидные руды	4	3	243	340	510	270	500	Типовая оросительная система
						15	25	15	45
3		Гранит	2	12	215	150	80	110	90	Подача воды в зону пылеобразования
						35	40	50	15
4		Известняк	6	6	321	260	470	320	315	Пылеотсос с укрытием
						30	25	35	40
5		Угли с содержанием SiO₂ 5-10 %	4	9	247	980	710	1010	990	Водовоздушные эжекторы
						15	60	20	40
6	Проведение горных выработок	Антрацит с содержанием SiO₂ до 5 %	6	11	340	780	1000	850	920	Предварительное увлажнение массива водой
						30	20	45	35
7		Глина	2	10	325	500	350	315	380	Типовая оросительная система
						15	25	55	45
8		Угли с содержанием SiO₂ 10-70 %	2	5	310	1020	710	1060	840	Внутреннее орошение на комбайнах
						35	45	50	15
9		Доломит	6	8	316	400	650	800	410	Пылеотсос без укрытия
						30	25	35	50
10		Кварцит	1	5	246	430	450	550	580	Типовая оросительная система
						15	50	25	40
11	Сварочные работы	Алюминий	2	4	302	120	330	400	100	Пылеотсос с укрытием
						45	15	20	10
12		Вольфрамокобальтовые сплавы с примесью алмаза до 5%	4	10	290	190	200	215	305	Типовая оросительная система
						25	45	40	30
13		Кремнемедистый сплав	4	6	297	150	320	195	140	Пылеотсос без укрытия
						10	30	55	35
14		Вольфрам	6	5	314	205	210	180	290	Водовоздушные эжекторы
						15	25	15	45
15		Сплавы алюминия	2	14	209	145	170	215	260	Типовая оросительная система
						35	40	50	15
16	Бурение скважин для зарядки ВВ	Корунд белый	6	1	300	460	580	610	520	Подача воды в зону пылеобразования
						25	60	35	40
17		Кристобалит	1	10	256	310	545	500	670	Промывка шпура
						45	15	30	10
18		Медносульфидные руды	4	13	241	425	500	610	560	Типовая оросительная система
						10	45	55	35
19		Шамот	2	3	350	545	410	680	340	Промывка шпура
						15	25	15	45
20		Кварцит	1	8	279	500	435	600	620	Подача воды в зону пылеобразования
						15	40	30	10
21	Перегрузка культур растительного происхождения	Зерновая пыль	4	2	312	400	750	600	770	Пылеотсос без укрытия
						35	40	50	15
22		Мучная пыль	6	6	259	560	630	435	780	Водовоздушные эжекторы
						15	60	55	40
23		Хлопковая пыль с примесью SiO₂ более 10 %	2	11	234	590	415	640	650	Пылеотсос с укрытием
						45	15	20	10
24		Льняная пыль	2	9	314	455	635	500	700	Типовая оросительная система
						35	40	60	15
25		Хлопчатобумажная пыль	2	4	290	560	645	425	650	Пылеотсос без укрытия
						15	60	35	40
26		Древесная пыль	6	15	302	800	635	425	500	Типовая оросительная система
						45	15	20	10
27	Погрузка породы	Антрацит с содержанием SiO₂ до 5 %	6	14	246	980	1015	795	900	Предварительное увлажнение массива водой
						10	20	55	35
28		Медносульфидные руды	4	7	295	545	360	435	505	Типовая оросительная система
						15	60	15	45
29		Известняк	6	5	299	570	295	340	400	Пылеотсос без укрытия
						35	40	10	15
30		Угли с содержанием SiO₂ 5-10 %	4	15	278	700	810	990	950	Предварительное увлажнение массива специальными добавками
						15	60	35	40

Число рабочих смен в году N=260.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 4805; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8910 11 12 13 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!