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 сс) — средневзвешенная концентрация за всю рабочую смену, рассчитывается по формуле:

(2)

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

t1, t2,...tn — 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 (σg), рассчитываемое по формуле:

(4)

Стандартное геометрическое отклонение, не превышающее 3, свидетельствует о стабильности концентраций в воздухе рабочей зоны и не требует повышенной частоты контроля; σg 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 Эсум – 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 Кост1>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 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:






Мы поможем в написании ваших работ!