Автореферат Жараспаевой Г.Ж.

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Актуальность. В настоящее время на 450 полигонах страны  накоплено более 22 миллиардов тонн твердых от­ходов. Большая их часть расположена в Карагандинской (29,4 %), Восточно-Казахстанской (25,7 %), Костанайской  (17 %) и Павлодарской (14,6 %) обла­стях. Ежегодно в республике образуется до 20 миллионов кубометров бытовых, около одного миллиарда тонн промыш­ленных, в том числе более 150 миллионов тонн токсичных отходов.

Отходы, образующие исторические накопления, в том числе и токсические, складируются и хранятся в основном без соблюдения норм и требований  охраны труда и окружающей среды. В результате атмосферный воздух, подземные и поверхностные воды, земельные ре­сурсы многих регионов подвергаются интенсивному загрязнению.

Источники загрязнения атмосферного воздуха следует разделить на  внешние и внутрикарьерные. К внешним источникам загрязнения атмосферы карьеров следует отнести выделение вредных веществ с терриконов, отвалов пустых пород и забалансовых руд, автомобильных дорог на отвалы и от почвы в результате  ветровой эрозии.

Для  снижения выделения вредных веществ от внутренних источников  загрязнения используются различные способы и средства, которые снижают концентрацию вредных веществ.  Однако, при этом внешние источники, в частности отвалы пустых пород и забалансовых руд,  дороги к ним остаются без должного внимания и в результате этого концентрация вредных веществ атмосферного воздуха карьеров достаточно высокая. Это обусловлено тем, что проблемы, связанные с отвалами, относят к задачам экологии, решение которых оставляют на более поздний  срок,  в то время как  процессы в отвалах и на дорогах к ним в первую очередь загрязняют карьерное пространства, ухудшая условия труда рабочих в период эксплуатации карьеров.

Общеизвестно, неблагоприятные условия труда могут привести к  профессиональным заболеваниям горняков. В связи с этим во всех  странах  мира и у нас серьезное внимание уделяется вопросам борьбы с загрязнением атмосферы карьеров вредными веществами.

Диссертация выполнена в соответствии с программой научно-исследова-тельских работ КазНТУ имени К.И. Сатпаева  и является составной  частью работ научного направления: «Разработка новых технологий методов оценки экологического риска, по восстановлению нарушенных горными работами земель, систем контроля окружающей среды и научно-обоснованных инженерных решений по снижению вредных выбросов на горнодобывающих предприятиях».

Объектом исследования являются внешние источники загрязнения атмосферного воздуха карьеров.

Предметом исследования является снижение загрязнения атмосферного воздуха карьеров вредными веществами.

Идея работы состоит в использовании физико-химических основ  взаимодействия дисперсных систем с растворами для снижения загрязнения  атмосферного воздуха карьеров путем связывания вредных веществ на поверхностях отвалов и полотнах дорог к ним.

Целью диссертации является разработка мероприятий для снижения  загрязнения воздуха вредными веществами на основе оценки состояния атмосферы карьеров.

В соответствии с  поставленной целью сформулированы следующие задачи исследования:

- расклассифицировать источники загрязнения атмосферного воздуха  карьеров на внутренние и внешние;

- изучить климатические условия района расположения карьеров;

- исследовать дисперсный состав пыли  атмосферного воздуха карьеров;

- теоретически обосновать основные характеристики внешних источников  загрязнения атмосферного воздуха карьеров;

- установить радиус распространения вредных веществ от внешних  источников загрязнения атмосферы карьеров;

- разработать метод определения удельного расхода пылесвязывающих растворов;

- опытно-промышленные и лабораторные исследования параметров  внешних источников  загрязнения карьеров;

- разработать мероприятия по снижению выделения вредных веществ и  оценка состояния атмосферы воздуха карьеров.

Методы исследований.  В диссертации использовался критический  анализ  литературных источников, посвященных  проблеме загрязнения карьеров вредными веществами. Теоретические и экспериментальные методы исследования состояния атмосферного воздуха у  внешних источников загрязнения в карьерах, основаны на использовании фундаментальных законов физики, химии, теории вероятностей, статистической физики и физколлоидной химии. Установление физико-механических характеристик горной массы и физико-химических свойств дисперсных частиц при взаимодействии с водой и водными  растворами пылесвязывающих  веществ осуществлялось   в лабораторных и  опытно-промышленных условиях.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации подтверждаются использованиями  законов  статистической физики, при определении  основных характеристик источников загрязнения атмосферы и законов  физколлоидной  и коллоидной химии при установлении удельных расходов  пылесвязывающих растворов для снижения  выделения вредных веществ в атмосферный  воздух карьеров, а также  сходимостью физико-химических данных, полученных  различными методами  исследования и  положительной оценкой и апробацией научно-исследовательских  результатов работы с участием  в различных конференциях, печати и внедрением  разработанных  мероприятий для снижения  загрязнения атмосферы карьеров.

Научные положения и результаты работы, выносимые на защиту:

1 Теоретические основы оценки состояния атмосферы карьеров  основанных  на определении  характеристик внешних источников  загрязнения воздуха таких как  мощность  и интенсивность выделения  и интенсивность  распространения  вредных веществ.

2 Радиус распространения  вредных веществ  от внешних источников  загрязнения карьеров,  прямопропорционально  зависит от  отношения  средних значений  максимальных величин  на средние значения  минимальных величин розы ветров и  обратно пропорционально  зависит от коэффициента  рассеяния, возведенного  в степень  отношения максимальных  величин  предельно-допустимых  концентраций  к минимальной  величине  предельно-допустимых  концентраций  агрессивных компонентов  загрязнения  воздуха рабочей зоны.

3 Удельный расход  водных растворов,  состоящих из 0,5% латекса, 5% хлористого кальция и 0,5% тринатрийфосфата   пропорционально  зависит от пористости  отвала и полотна  постоянной дороги и от разности величин относительной влажности процентного содержания частиц размером до 1 мм и их максимальной молекулярной  влагоемкости.

Научная новизна диссертации заключается  в:

- разработке  классификации источников атмосферного воздуха карьеров;

- создании теоретической основы оценки  состояния воздуха по величинам мощности и интенсивности выделения  и распространения  вредных веществ;

- определении расстояния вредных веществ от внешних источников  загрязнения атмосферы карьеров, учитывающего розы ветров и токсичность  компонентов  вредных веществ;

- использовании ассоциативного метода исследования выбросов  отработавших газов большегрузных автомобильных транспортов при движении по дорогам на отвалы;

- установлении параметров полотна постоянных дорог  для эффективного пылесвязывания водными растворами поверхностно активных веществ;

- исследовании параметров отвала в лабораторных условиях  на моделях, учитывающих условия  формирования отвалов пустых пород и забалансовых руд.

Практическая значимость диссертации. Теоретические основы оценки состояния атмосферы воздуха карьеров, основанные на определении мощности и интенсивности выделения и распространения вредных веществ могут быть использованы и на других предприятиях горнодобывающей отрасли. Кроме того, объективная оценка состояния атмосферного воздуха карьеров по мощности выброса вредных веществ позволит установить выплату за сверх нормативные выбросы  вредных веществ в окружающую среду. Использование пылесвязывающих растворов по снижению выделения вредных веществ с поверхности отвалов и полотна постоянных автомобильных дорог  создает благоприятные условия труда рабочих в карьере.

Реализация результатов работы. Разработанные теоретические основы оценки состояния атмосферного воздуха, способы определения параметров отвала и полотна дорог, а также способ определения удельного расхода пылесвязывающих растворов внедрены АО «Акбакайский комбинат» и на различных предприятиях  с участием посреднических ТОО «Жан-адилет-Бер», «Интехношарт» и «IC», которые занимаются услугами  в области безопасности и охраны труда и  используются при выполнении дипломных проектов  студентами кафедр «Безопасность жизнедеятельности» КазНТУ имени К.И. Сатпаева и КазГАСА.

Научное значение работы, заключается в разработке теоретических основ оценки состояния  воздуха рабочих зон  карьеров и в исследовании физико-механических параметров отвала и полотна  постоянных дорог, а также физико-химических свойств  горной массы  при взаимодействии с пылесвязывающими растворами.

Личный вклад автора в науку состоит  в разработке способа определения радиуса распространения вредных веществ, учитывающего розы ветров и токсичность компонентов загрязняющих веществ атмосферном воздухе карьеров.

Апробация результатов работы. Основные содержание диссертации и ее отдельные  научные  положения и рекомендации доложены и обсуждены на  следующих Международных, Республиканских  научно-технических конференциях, совещаниях и семинарах: «Региональные проблемы  экологии и безопасности», Алматы, 2002г.; «Новое в охране труда экология, валеология  защита человека в ЧС», Алматы, 2004г.; «Инновационные и  наукоемкие технологии в строительной индустрии», Алматы 2009г, «Новое в безопасности жизнедеятельности» Алматы 2009г.

Публикация. Основное содержание диссертации и результаты исследовании опубликованы 24 научных трудов, из них более 10 в научных изданиях, рекомендованных Комитетом по контролю и аттестации в сфере образования и науки МОН РК, а также  одно авторское свидетельство и приоритет на изобретение.

Структура и объем  работы состоит из введения, 5 разделов, заключения, списка использованных источников из 140 наименований, изложена на 142 страницах  компьютерного набора, содержит 32 таблицы, 20 рисунков и 6 приложений.

 

 

Основная часть

 

Создание нормальных условий труда на открытых горных работах является одной из важнейших задач охраны труда и окружающей среды. Проблемам охраны труда на горных предприятиях посвящены исследования ученых СНГ и зарубежных стран.

Анализ и ссылка на известные исследования, имеющие отношение к настоящей теме диссертации, представлены в соответствующих разделах диссертации по необходимости.

В первой главе диссертации рассматриваются источники загрязнения атмосферного воздуха карьеров и способы  определения основных их характеристик, таких  как мощность и интенсивность выделения, и интенсивность распространения вредных веществ. При этом источники загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами условно разделяются по размерам, по характеру выбросов, по способу выбросов, по виду технологического процесса.  Кроме этого, источники загрязнения атмосферного воздуха разделены на внешние и внутрикарьерные.

К  внешним   источникам   загрязнения атмосферы   карьеров   следуют   отнести выделение  вредных  веществ с терриконов, отвалов пустых пород и забалансовых руд, автомобильных дорог к ним и  с почвы в результате ветровой эрозии.

Причем эти источники вызывают общее загрязнение атмосферного воздуха карьерного пространства и формируют достаточно высокий фон карьера по концентрации вредных веществ.  

  Рассмотрены способы определения интенсивности выделения пыли от различных видов источников загрязнения атмосферы карьеров, которые недостаточно обоснованы и не отражают истинное состояние воздуха рабочих зон. Отсутствует единый подход к источникам и не учитываются агрессивность вредных веществ, а также климатические условия района расположения карьеров.

Дороги на отвалы во многих литературных источниках называют, как постоянные дороги в отличие от  внутрикарьерных, которые называются временными дорогами.

Таким образом, интенсивное загрязнение атмосферного воздуха происходит не только за счет технологических процессов, расположенных внутри карьеров, но и за счет внешних источников, которые вносят определенную долю в загрязнение карьерного пространства вредными веществами.

Отвалы образующие исторические накопления, в том числе и токсические,
складируются и хранятся в основном без соблюдения норм и требований
охраны труда и окружающей среды. В результате атмосферный воздух,
подземные и поверхностные воды, земельные ресурсы многих регионов
подвергаются интенсивному загрязнению. Нарушенные земли в результате складирования, как старых, так и новых отвалов остаются без должного внимания, так как они расположены вне карьера. Тем не менее, они остаются постоянными источниками загрязнения карьеров.

Согласно законодательству о недрах, средства на рекультивацию должны накапливаться в специальных ликвидационных фондах предприятий и расходоваться только под контролем Комитета геологии и охраны недр, но этого контроля, как показывает практика, недостаточно.

При добыче и переработке руд цветных металлов с получением конечного продукта около 2 % рудной массы перерабатывается в товарную продукцию, остальные 98 % идут в отвалы и хвостохранилища.

Существует множество концепций для решения проблемы негативного воздействия отвалов пустых пород и забалансовых руд, хвостов обогащения, которые должны заработать эффективно. А пока они остаются источниками загрязнения атмосферного воздуха карьеров и населенных пунктов вредными веществами.

В этой же главе рассматриваются различные способы и средства снижения пылевыделения от  технологических процессов происходящих внутри карьера.

Во второй главе диссертации рассматриваются  микроклимат карьеров и геологические особенности месторождения полезных ископаемых.

Саякское месторождение отличается особенностью геологического строения, структурным положением рудных тел, их морфологией и размерами. Оно относится к скарно-гидротермальному типу. В геологическом строении принимают участие гранодиориты и породы Саякской серии: песчаники, алевролитовые туфы, известняки и развивающиеся по ним скарны; весь комплекс пересечен многочисленными дайками различных направлений, в основном являющимися дорудными.

  При разрушении горных пород, состоящих из песчаников, известняков и кварцполевошпатового песчаника, образованная пыль  является достаточно агрессивной. Поступление пыли и отработавших газов в карьеры зависит от розы ветров в районах их расположения. По данным метеостанции Саяка изучено  распределение  розы ветров, которые показывают достаточное количество дней направления ветра в сторону карьера. Причем, тонкодисперсная пыль составляет достаточно большое процентное содержание из общей массы пыли, так как горная масса претерпевает измельчение при выемочно-погрузочных и при транспортных работах.

В третьей главе представлены теоретические основы оценки состояния загрязнения атмосферного воздуха карьеров от внешних источников вредных веществ.

Рассмотрим изменение концентрации вредных веществ N (x,y,z,t) во времени и в пространстве, которое можно записать в следующем виде:

 

.                                                (1)

 

Если предположить, что функция N (x,y,z,t) является стационарной, то можно рассматривать те изменения функции от радиуса вектора , как полный дифференциал, dN/dr. К таким источникам загрязнения можно отнести отвалы пустых пород и забалансовых руд, трубы тепловых электростанции и многие другие.

Решение дифферциального уравнения (1) можно представить в самом общем случае в следующем виде:

                                                   (2)

При условии kr=0 имеем N=N0. Из этого условия следует, что состояния атмосферного воздуха на расстоянии  r от источника  является стабильным.

Между величиной рассеяния и величиной поступления вредных веществ в некоторую точку пространства существует зависимость, которую можно представить в виде формулы:

,                                                               (3)

 

где – коэффициент рассеяния, м-1; l – величина, характеризующая поступление пыли со временем, t-1.

Как видно из формулы (3) величина коэффициента рассеяния изменяется обратно пропорционально времени и величине поступления вредных веществ в определенную точку атмосферы. Поступление вредных веществ и их рассеяние зависит, прежде всего, от характеристики самого источника загрязнения атмосферного воздуха, таких как мощность и интенсивность выделения вредных веществ.

Представим отвал правильной усеченной пирамидой вписанный в полусферу  (рисунок 1а).  У самой поверхности источника выделения пыли мысленно выделим площадку S, через которую проходят частицы в окружающую среду. Во всем объеме источника выделения частиц пыли пусть будет всего N, которые составят определенную долю частиц пыли всего объема источника. Из них в пределах  поверхности S окажется количество частиц, равное N (рисунок 1б):

,                                              (4)

 

где N – условно принятое общее число частиц пыли в неорганизованном источнике  загрязнения атмосферы карьеров; S – выделенная поверхность от неорганизованного источника, представленной в виде полусферы;  – радиус полусферического источника выделения пыли, м.

Для определения элемента dS проведем радиусы   от центра сферы как  показано на рисунке 1б.

                                                       

                                     а)                                                                  б)

 

  – полярный угол, град.; φ – азимутальный угол, град.

 

Рисунок 1 – Схема к обоснованию выброса пыли из неорганизованного

источника, представленная в виде полусферы.

 

Как видно из рисунка, рассматриваемый элемент dS представляет собой прямоугольник со сторонами dи sind. Для выделенной площади мы имеем:

.                                                     (5)

 

Полученное выражение соответствует элементу поверхности =const в   сферической системе координат. Промежуточные математические выкладки с использованием  статистической физики, связанные  с определением частиц в объеме цилиндра с основанием ds,  позволили получить выражение:

,          (6)

 

которое проинтегрировано по углу  от нуля до 2 и по  углу  от нуля до p/4.

Интегрирование по скоростям в пределах от 0 до mах, наибольшей возможной скорости в данных условиях, даст полное число частиц за время dt достигающих площадку ds, а также использование определения мощности выделения вредных веществ позволяет получить формулу:

 

,                                                      (7)

 

где W – мощность выделения пыли из неорганизованного источника в карьере, мг/с; N3 – среднее значение запыленности воздуха у неорганизованного источника пыли в карьере, мг/м3;  – средняя скорость вылета частиц пыли из неорганизованного источника, представленной в виде полусферической формы;

S – поверхностная площадь неорганизованного источника выделения пыли в частности отвалов, м2.

Важными характеристиками загрязнения воздуха рабочих зон являются
интенсивность выделения и  распространения вредных веществ в атмосфере, для определения которых используются  мощность, отнесенная соответственно  к площадям источника и воздушного пространства.  Тогда имеем:

 

,                                             (8)

 

где   интенсивность выделения пыли из отвалов, мг/м2с.

Если  учесть процентное содержание пыли на поверхности отвалов и полотна постоянных дорог, то для  интенсивности выделения получим формулу:

 

.                                              (9)

 

Критическая  скорость  воздушного  потока,  при  которой  происходит перекатывание частиц пыли, определяется из условия неравенства суммы моментов действующих сил. Решение уравнения моментов  относительно точки  опоры и  после элементарных математических преобразований имеем:

, м/с,                                   (10)

 

где , постоянные  величины, связанные с определением плеча моментов;

r – плотность частицы пыли; коэффициент лобового столкновения; u – скорость воздушного потока, м/сек; d – расстояние, на котором возникает разность потенциалов; r – радиус частиц, м; q – заряд, Кл. 

Из формул (9) и (10) видно,  что критическая скорость срыва частиц зависит от их размеров, заряда, плотности вещества и воздуха, коэффициента лобового сопротивления и от угла наклона поверхности перекатывания, и от локальной разности потенциалов.  

Одним из интенсивных источников загрязнения атмосферы карьеров вредными веществами является полотно автомобильных дорог.

Состояние атмосферного воздуха карьеров находится в динамике из-за различных процессов в нем и за счет воздействия выбросов опасных веществ и вредных факторов. Состояние воздушной среды при традиционном подходе описывается посредством использования основных положений тепломассообмена, неравновесной термодинамики и теории вероятности. При этом не всегда удается создать математическую модель, адекватную реальным процессам, происходящим в атмосферном воздухе. Все это оказывает существенное влияние на проблему прогноза загрязнения окружающей среды. Сложность описания этих взаимодействующих процессов заключается в том, что одновременно рассматривается ряд объектов, вызывающих различные изменения в атмосферном воздухе. Например, загрязнение атмосферы карьера газом и пылью, а также распространение тепла, шума и других вредных факторов в воздушной среде являются результатом взаимодействия технического оборудования с горными породами, находящимися в различных состояниях.

У автомобильного транспорта происходит интенсивное смешение выхлопного газа с запыленным атмосферным воздухом. В результате этого температура выхлопного газа быстро выравнивается с температурой окружающей среды. Поэтому взаимодействие потоков играет существенную роль в переносе вредных веществ в атмосферный воздух. К ним относятся турбулентная струя выхлопного газа, аэродинамический поток атмосферного воздуха, возникающий в результате скорости автомобиля и ветра.

При движении автомобильного транспорта область загрязнения атмосферного воздуха можно разделить на три участка. Первый участок обусловлен крупномасштабными, неоднородными структурами турбулентного движения, который находится непосредственно у автомобильного транспорта. Второй находится на определенном расстоянии от места, где находится автомобильный транспорт, имеет однородную изотропную структуру турбулентности и иерархически зависит от автомобильного транспорта. Третий участок загрязнения находится на достаточно большом расстоянии от места, где находился автомобильный транспорт, и характеризуется образованием мультифракталов – объектов, характеризующихся набором различных фрактальных размерностей. Но реальные начальные и граничные условия приводят к неоднородности и анизотропии турбулентного потока. Структурные элементы такой неоднородной среды – вихри и их образования следует рассматривать как самоаффинные мультифракталы с коэффициентами подобия, зависящими от пространственных и временных переменных. Описание свойств самоаффинных мультифракталов связано с принципиальными трудностями, в частности, существует проблема неоднозначности определения их фрактальной размерности.

Основу теории турбулентности составляет степенная зависимость числа вихрей от их заданного размера. Характер этой зависимости будет разным для различных каскадных процессов образования вихрей. При этом будет различной и картина перемежаемости – степени заполнения пространства турбулентными вихрями.

Понятие мультифракталов впервые было введено Мандельбротом при обсуждении турбулентности и затем распространено на изучение других разнообразных проблем, создавая возможность построения нетривиальных случайных структур. В основе этой возможности лежит то обстоятельство, что многие характеристики процесса подвержены флуктуациям, например, распределение скорости, энергии, давления, концентрации в объеме атмосферного воздуха и т.п. Универсальность этой особенности заключается в ее независимости от линейного масштаба. Изучение распределения физических величин или других характеристик на геометрическом носителе приводит к понятию мультифракталов.

Для определения рассеяния вредных твердых и газообразных веществ в атмосферном воздухе целесообразно использовать понятия, основанные на фракталах. При этом распространение вредных газообразных веществ следует рассматривать не как рассеяние молекул газа в атмосферном воздухе, а как распространение вихрей, которые самоорганизуются и перемешиваются под действием атмосферных процессов.

Тогда интенсивность распространения вредных веществ будет описываться дифференциальным уравнением:

 

                                    dJ = JKdr ,                                                                    (11)

 

где dJ – изменение интенсивности на расстоянии dr, мг/м2с; J – начальная интенсивность, мг/м2с; К–коэффициент рассеяния вредных веществ, м-1. С возрастанием r интенсивность убывает, поэтому в выражении (11) знак минус.

    Интегрирование выражение (11) позволяет  получить формулу для интенсивности распространения вредных веществ:

 

                                    Jp = J0 exp(-Kr),                                                               (12)             

 

где Jр – интенсивность распространения вредных веществ в атмосфере на расстоянии r, мг/(м2с); J0 – интенсивность выделения вредных веществ из источника. Из формулы (12) для r имеем следующее выражение:

 

.                                                              (13)

 

Если воспользоваться формулами интенсивности выделения и распространения вредных веществ, то получим для радиуса зоны  загрязнения выражение:

 

,                                                  (14)

 

где N3  – концентрация вредных веществ, мг/м3; NПДКпредельно-допустимая концентрация вредных веществ или пыли, мг/м3;    скорость выброса вредных веществ из источника пылевыделения; – среднесуточная скорость атмосферного воздуха в окружающей среде, м/с.

Для повышения точности  имеем отношение средней суммы максимальных значений направлений к минимальному значению суммы направления розы ветров, а также величину m, характеризующую агрессивность вредных веществ, с учетом этих величин радиус r зоны загрязнения выбросами вредных веществ определяется по выражению:

,                                            (15)

 

где, r радиус зоны загрязнения, м;   коэффициент рассеяния пыли, м-1; R1 среднее значение суммы максимальных направлений розы ветров, %/мм; R2   среднее значение суммы минимальных направлений розы ветров, %/мм;

 – коэффициент, характеризующий агрессивность вещества; – ПДК менее агрессивного вещества, мг/м3;  – ПДК более агрессивного вещества, мг/м3.

Формула (15) позволяет определять поступление пыли в карьерное пространство, как из отвалов, так из  автомобильных дорог. Все величины, входящие в формулу определяются экспериментальным путем, по концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе карьеров.

    В четвертой главе, исходя из представлений отвала и полотна автомобильных дорог, как несвязных пористых сред, аналитически обоснован способ определения удельного расхода пылесвязывающих растворов.  При течении жидкости в несвязных пористых средах происходит взаимодействие дисперсных частиц с раствором, которые обусловлены существованием электромолекулярных сил.

Проявление молекулярных сил обусловлено тремя эффектами, ко­торые имеют электрическую природу: взаимодействием молекул с жесткими диполями; взаимодействием жесткими и индуцированными диполями; взаимодействием между неполярными молекулами.

Рассмотрение состояния раствора в поровом пространстве с электромолекулярной точки зрения, а также учет явления капиллярности в узлах пор позволили получить ряд способов определения удельного расхода раствора, которые были проанализированы и для поверхности отвала и полотна автомобильных дорог рекомендуется следующее выражение:

 

,                                    (16)

 

где,  – плотность пылесвязывающих растворов, кг/м3;  – плотность горной массы, кг/м3; m – пористость несвязных сред, м33;  – относительная влажность несвязных сред, %;  – процентное содержание частиц размером до 1 мм в объеме отвала, %;  – максимальная молекулярная влагоемкость частиц размером до 1 мм, %; We – естественная влажность горных пород, %.

На основе анализа величин, входящих в формулу, предложен критерий выбора способов и средств увлажнения несвязных пористых сред.

Модель отвала позволяет в лабораторных условиях определить удельный расход  по формуле (16), которая теоретически обоснована.

В пятой главе диссертации изложены результаты опытно-промышленных и лабораторных исследований состояния атмосферного воздуха, а также пылесвязывающих свойств растворов.

Для повышения достоверности экспериментальных результатов по оценке состояния воздуха рекомендуется метод отбора проб, основанный на теории вероятности. По  факторному признаку планируются лабораторные и опытно-промышленные эксперименты. В основу факторных экспериментов положено количество факторов и уровни их изменения при  полной рандомизаций.

Запыленность атмосферного воздуха у отвалов и автомобильных дорог в карьере устанавливается с помощью прибора ППО-1 (пылепробоотборник).

С помощью прибора МЭС-200 измерялись параметры микроклимата карьера Саяк-1, такие как относительная влажность, скорость ветра, температура воздуха и запыленность.

По формуле (15) определили радиус распространения вредных веществ и были построены графики зависимостей  от ;   от .

Как видно из рисунка 2 для разного значения запыленность при  малых значениях  радиус распространения практически не отличается, а с увеличением величины   радиус распространения существенно увеличивается.

На рисунке 3 представлена зависимость коэффициент рассеяния от величин , которая определяется отношением предельно допустимой концентрации агрессивных компонентов загрязняющих веществ.

Как видно из рисунка 3 с изменением  величины  существенно изменяется коэффициент рассеяния вредных веществ.

 

 

1 – при N1=10мг/м3; 2 – при N2=14мг/м3

 

 

 

1 – 4мг/м3; 2 – 10мг/м3; 3 - 14мг/м3

 

Рисунок 2 – Зависимость радиуса

распространения вредных веществ

в атмосферном воздухе

 

Рисунок 3 – Зависимость коэффициента рассеяния от величины 

 

Полотно постоянной автомобильной дороги формируется из местного дробленого материала высотой 6-7 см и шириной до 6 м.

Результаты лабораторных экспериментов по установлению мак­симальной молекулярной влагоемкости, естественной и относительной влажностей, а также расчетные значения смачиваемости  и краевого угла смачивания представлены в таблице 1.

 

Таблица 1 –  Физико-химические параметры горных пород отвала при взаимодействии с водой

 

Индексы пород

, %

, %

, %

, Н

,

, град.

1

С-1

44,8

17,1

0,8

0,9

7,3

0,36

69,0°

2

С-2

44,6

17,5

0,8

1,0

7,3

0,35

68,5°

3

С-3

46,8

18,8

0,8

1,2

7,3

0,40

66,5°

4

С-5

45,4

17,7

0,8

0,9

7,3

0,36

69,0°

5

С-6

48,2

17,9

0,8

1,1

7,3

0,39

67,0°

6

С-8

65,1

25,7

0,8

1,4

7,3

0,62

52,0°

7

С-9

49,9

19,1

0,8

0,8

7,3

0,35

69,5°

 

 

Для большинства пород Саякского месторождения максимальные молекулярные влагоемкости отличаются не существенно,  исключение составляет оруденелые скарны (С-8).

Как видно из рисунка 3 для ороговиковонного песчаника (С-1) и диорит-порфирита (С-2) при одинаковой пористости относительная влажность больше для тех пород, у которых смачиваемость больше.

1 и 11 для пород (С-1) с пористостью  соответственно

при значениях смачиваемости ; 0,2; 2 и 21 для породы (С-2)

при ; 0,2; .

 

Рисунок 4 Зависимость относительной влажности от поверхностного

натяжения жидкости

 

Удельные расходы воды и его растворов рассчитывался по формуле (16) и внесены в таблицу 2. Результаты расчета удельных расходов  показывают, что для ороговикованного  песчаника (С-1), туфопесчаника (С-3), актинолит-гранатового скарна (С-5)  и гранодиориты (С-6) минимальное значение величины удельного расхода соответствует при увлажнении их 0,5%-ным раствором тринатрийфосфата. Минимальные удельные расходы при этом имеют диорит-порфирит Саяка (С-2), оруденелые скарны  (С-8) и массивный известняк (С-9) при увлажнении их соответственно 0,5 % -ными растворами полиглицерида, циклимида, и универсина.

При этом следует отметить, что минимальные удельные расходы соответствует минимальным значениям величин относительной влажности при разных значениях пористости, плотности горных пород и максимальной молекулярной влагоемкости размером до 1 мм.

 

Таблица 2 –  Удельный расход 0,1%-ных водных растворов ПАВ и воды для пород Саякского месторождения

 

Породы

 

C-1

 

С-2

 

С-3

С-5

С-6

С-8

С-9

Сред. зн.

 

0,5% растворы

м33

м33

м33

м3/м3

м3/м3

м3/м3

м3/м3

м3/м3

1

Тринатрийфосфат

16,2

16,9

16,7

13,4

17,9

14,8

15,5

15,9

2

Полиглецирид

17,3

15,9

16,8

13,9

18,2

15,1

15,9

16,1

3

Цикламид

18,7

17,8

19,1

14,4

19,4

13,4

15,6

16,9

4

Универсин

19,8

20,8

19,9

15,1

20,0

14,0

14,5

17,7

5

Вода

25,9

30,0

45,5

26,1

34,3

26,9

29,4

31,1

6

Тринатрийфосфата-0,5%; латекс-0,5%;

CaCl2-5%; остальное вода H2O; σq =69,5·10-3 Н/м

17,3

17,9

17,5

14,2

18,5

15,6

16,4

16,8

 

Таблица 3 – Результаты оценки изменения запыленности воздуха

 

Кол-во

испытаний

Поверхность отвала

Полотна дорог

n1

Nk

мг/м3

Np

мг/м3

Z

%

n1

Nk

мг/м3

Np

мг/м3

Z

%

1

22

6,5

2,6

3,9

23

10,6

3,5

7,1

2

21

6,7

2,7

4,0

23

10,5

3,5

7,0

3

23

6,6

2,5

4,1

24

10,6

3,4

7,2

4

24

6,5

2,6

3,9

24

10,5

3,5

7,0

 

После обработки поверхностей 0,5 раствором тринатрийфосфата и латекса, 5 % CaCl2 и остальное вода, запыленность у отвала уменьшилась на 4,0  мг/м3 и у постоянных автомобильных дорог на 7,0 мг/м3. Запыленность у отвала по сравнению с начальной запыленностью уменьшилась в 2,8 и у автомобильных дорог в среднем 3 раза.

 

 

Заключение

 

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой изложены научно-обоснованные решения по снижению  загрязнения  атмосферного воздуха вредными веществами от внешних источников карьера. Внедрение результатов исследований вносить вклад  в ускорение  научно-технического  процесса  в области охраны труда.

Основные  научные и практические  результаты и выводы заключаются в следующем:

1 Анализ  состояния атмосферного воздуха в карьерах и прилегающих к ним территориях  позволили сформулировать цель и основные задачи исследования.

2 Предложена классификация  источников загрязнения атмосферного воздуха карьеров, включающая внешние и внутренние источники.

3 Разработаны теоретические основы оценки состояния воздуха  карьеров в зависимости от мощности и интенсивности  выделения и распространения  вредных веществ в карьере и прилегающей территории.

4 Установлен радиус  распространения  вредных веществ от внешних  источников загрязнения атмосферного  воздуха карьеров, учитывающий  отношения  средних значений  максимальных величин  на средние значения  минимальных величин розы ветров и  коэффициента  рассеяния, возведенного  в степень  отношения максимальных  величин  предельно-допустимых  концентраций  к минимальной  величине  предельно-допустимых  концентраций  агрессивных компонентов  загрязнения  воздуха рабочей зоны.

5 Разработан принцип  моделирования отвалов в лабораторных  условиях  по установлению физико-механических их параметров и физико-химических свойств при  взаимодействии с пылесвязывающими растворами.

6 Установлен эффективный пылесвязывающий раствор, включающий по 0,5% тринатрийфосфата и латекса, 5% хлористого кальция и 94% воды, для связывания пыли на поверхности отвалов и полотна  постоянных автомобильных дорог.

7 Разработанный пылесвязывающий раствор  создает социальный эффект, а ожидаемый экономический эффект составляет  около 2,0 миллиона тенге в год за счет экономии воды.

Оценка  полноты  решения  поставленных  задач. В результате  проведенных исследовании установлены основные  характеристики внешних источников загрязнения атмосферного воздуха  и предложена формула определения мощности и интенсивности  выделения и распространения  вредных веществ в атмосферном воздухе  карьеров. Аналитически обоснован радиус распространения  вредных веществ  в зависимости  от розы ветров и токсичности компонентов загрязняющих веществ.

Разработка рекомендаций и исходных данных по конкретному использованию результатов. Полученные результаты рекомендуются использовать  специалистам  по охране труда на горных предприятиях для снижения загрязнения атмосферного воздуха карьеров от внешних источников.

Оценка технико-экономической эффективности внедрения. Способ определения удельного расхода пылесвязывающих растворов внедрен АО «Акбакайский комбинат» и на различных предприятиях  с участием посреднических ТОО «Жан-адилет-Бер», «Интехношарт» и «IC» и эффект является социально-экономическим, ожидаемый экономический эффект – 2 млн.тг в год.

Оценка научного уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в этой области. Проведенный обзор и сравнительный анализ литературы, а также опубликованные материалы и два патента РК по теме диссертации подтверждают, что выполненная работа соответствует современному научно-техническому уровню.

 

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

 

1 Жараспаев М.Т., Тажигулова Б.К., Жараспаева Г.Ж. Влияние интенсивности пылевыделения на изменение санитарно-защитной зоны предприятия // Материалы международной научно-практической конференции «Региональные проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности», часть 2.   – Алматы: КазГАСА, 2002. - С. 80-84.

2 Жараспаев М.Т., Касенов К.М., Нургабылов У.Ш., Жараспаева Г.Ж. Прогнозная оценка  расхода воды при эксплуатации месторождений полезных ископаемых // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Региональные проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности». – Алматы: КазГАСА, 2002. - С.75-79.

3 Жараспаев М.Т.,  Муканов А.К., Жараспаева Г.Ж. К вопросу расчета концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе // Труды пятой Международной научно-практической конференции «Новое в охране труда, окружающей среде и защите человека в чрезвычайных ситуациях».  – Алматы: КазНТУ, 2002г. - С.194-198.

4 Жараспаев М.Т, Жараспаева Г.Ж., Мендекинов М.Н., Бигузина А.Т. Аналитическое обоснование высоты навала для снижения интенсивности пылевыделения в карьере // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Актуальные  проблемы безопасности жизнедеятельности».  – Алматы: КазГАСА, 2006. С.85-88.

5 Жараспаев М.Т., Касенов К.М., Жараспаева Г.Ж. Мероприятия по организации санитарно-защитной зоны промышленного предприятия // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Актуальные  проблемы безопасности жизнедеятельности». – Алматы: КазГАСА, 2006. - С.90-93.

6 Жараспаев М.Т., Касенов К.М., Жараспаева Г.Ж. Обоснование подхода к оценке размеров санитарно-защитных зон промышленного предприятия // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Актуальные  проблемы безопасности жизнедеятельности».  – Алматы: КазНТУ, 2006. - С.95-99.

7 Жараспаев М.Т., Касенов К.М., Жараспаева Г.Ж Определение основных характеристик частиц пыли в воздушном потоке // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Водо-и ресурсосберегающие технологии и охрана труда».  – Алматы: КазГАСА, 2006. - С.115-119.

8 Касенов К.М., Тажигулова Б.К., Жараспаева Г.Ж. Аналитическое описание пылевыделения из складированных отвалов горного производства // Вестник № 2..   – Алматы: КазГАСА, 2007. - С. 181-185.

9 Жараспаев М.Т., Касенов К.М., Жараспаева Г.Ж. Особенности  турбулентного смещения выхлопных газов при движении автомобильного // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Новое в безопасности жизнедеятельности». – Алматы: КазНТУ, 2006. - С.105-108.

10 Жараспаева Г.Ж. Оценка размеров санитарно-защитных зон промышленных предприятий // Сборник материалов Международной научно-практической конференции ««Безопасности жизнедеятельности охрана труда, защита человека в ЧС, экономические, правовые и психологические аспекты БЖД, экология». – Алматы: КазНТУ, 2007. - С.61-70.

11 Жараспаева Г.Ж. Организация санитарно-защитной зоны промышленного предприятия // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Безопасности жизнедеятельности, охрана труда, защита человека в ЧС, экономичесие, правовые и психологические аспекты БЖД, экология».  – Алматы: КазНТУ,2007.  - С.70-76.

12 Жараспаева Г.Ж. Аналитическое обоснование критической скорости срыва пыли при явлении дефляции на отвалах забалансовых руд и пород // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Водо-и ресурсосберегающие технологии и охрана труда». – Алматы: КазГАСА, 2007. - С.182-186.

13 Жараспаева Г.Ж., Айтбекова Т., Бутебаева  Ж.Т. Шаң бөліну көзіндегі,  шаң қозғалысының механизмі // Труды десятой международной научно-технической конференции «Новое в безопасности жизнедеятельности» Охрана труда, экология, валеология, Защита человека в ЧС, Токсикология, Экономические, правовые и психологические аспекты БЖД, Логистика). Изд-во: Научно-технический издательский центр. – Алматы: КазНТУ, 2009. - С.382-383.

  14 Жараспаева Г.Ж. Влияние метеоролигических условий на рассеяния вредных выбросов на территории горно-обогатительного комбината // Инновационные  и наукоемкие  технологии в строительной индустрии. Сборник материалов Международной научно-практической конференции.  –Алматы: КазГАСА, 2009. - С.151-155.

15 Касенов К.М., Нургабылов У.Ш., Жараспаева Г.Ж. Пылевыделение на карьерных автодорогах и на дорогах в отвалы пустых пород // Инновационные  и наукоемкие  технологии в строительной индустрии. Сборник материалов Международной научно-практической конференции.  – Алматы: КазГАСА, 2009. - С.155-158.

16 Акмалаев К.А., Жараспаева Г.Ж. Влияние внешних источников на запыленность атмосферного воздуха карьеров // Труды одиннадцатой международной научно-технической конференции «Новое в безопасности жизнедеятельности» Охрана труда, экология, валеология, Защита человека в ЧС, Токсикология, Экономические, правовые и психологические аспекты БЖД, Логистика). Изд-во: Научно-технический издательский центр. –Алматы: КазНТУ, 2009. - С.132-134.

17 Бигузина А.Т., Жараспаева Г.Ж., Нургабылов У.Ш. Рассеяние пыли в зависимости  от видов источников промышленных предприятий // Вестник КазГАСА. – Алматы: КазГАСА, 2009. - С.109-115.

18 Жараспаева Г.Ж. Основные характеристики внешних источников загрязнения атмосферы карьеров // Труды одиннадцатой международной научно-технической конференции «Новое в безопасности жизнедеятельности» Охрана труда, экология, валеология, Защита человека в ЧС, Токсикология, Экономические, правовые и психологические аспекты БЖД, Логистика). Изд-во: Научно-технический издательский центр. – Алматы: КазНТУ, 2009. - С.142-144.

19 Жараспаев М., Бектурганова Г.С., Жараспаева Г.Ж. Теоретические основы загрязнения рабочих зон производственной среды // Труды одиннадцатой международной научно-технической конференции «Новое в безопасности жизнедеятельности» Охрана труда, экология, валеология, Защита человека в ЧС, Токсикология, Экономические, правовые и психологические аспекты БЖД, Логистика). Изд-во: Научно-технический издательский центр. –Алматы: КазНТУ, 2009. - С.179-181.

20 Жараспаева Г.Ж., Нургабылов У.Ш. Аналитическое обоснование  интенсивности рассеяния вредных веществ в атмосфере карьеров // Вестник КазГАСА. – Алматы: КазГАСА, 2009г. - С.124-128.

 21 Акмалаев К.А., Жараспаева Г.Ж., Алимбетова С.Б., Бешен М. Пылесвязывание растворами  гигроскопических солей на внешних источниках карьеров // Труды одиннадцатой международной научно-технической конференции «Новое в безопасности жизнедеятельности» Охрана труда, экология, валеология, Защита человека в ЧС, Токсикология, Экономические, правовые и психологические аспекты БЖД, Логистика). Изд-во: Научно-технический издательский центр. –Алматы: КазНТУ, 2009. - С.134-136.

22 Жараспаева Г.Ж., Нургабылов У.Ш. Интенсивность загрязнения атмосферного воздуха от внешних и внутренних источников пыли // Вестник КазГАСА. – Алматы: КазГАСА, 2009г. - С.131-139.

23 Пат. №11295. Способ определения радиуса зон загрязнения вредными веществами. /Жараспаев М., Абикенова А.А., Токсеитов Е.М., Жараспаева Г.Ж. и др.; опубл.: 15.06.2009, Бюл.№6. 

24 Приоритет установлен. № 2009/0501.1. Способ определения радиуса зон загрязнения  выбросами вредных веществ. /Жараспаев М., Бектурганова Г.С., Жараспаева Д.Е., Жараспаева  Г.Ж. 10.04.2009.

 

 

 

 

 

 

 

Түйін

 

Жараспаева Гульжанар Жумагалиевна

 

Карьерлер ауасының күйін  бағалау және  олардың  зиянды  заттармен ластануын  төмендету іс-шараларын  жасау

 

05.26.01Енбеқ қорғау

 

Зерттеулерді жүргізу өзектілігі. Қазіргі кезде  еліміздің  450 полигонында  22 млрд.т  артық қатты  қалдықтар жинақталған. Елімізде  жылына 20 млн.м3 тұрмыстық қалдық, 1 млрд.м3 жақын өндірістік  қалдық жинақталады,  оның  ішінде  150 млн. тонна  қалдық қатерлі  болып табылады.  Қалдықтар тарихи  қалдыққа  айналып, қатерлі қалдықтармен қоса еңбек  қорғау  және  қоршаған  ортаны қорғау нормалары мен талаптарын орындалмай жинақталады және сақталады. Нәтижесінде көптеген аймақтардың атмосферасы, жер асты  және  жер үсті сулары, жер ресурстары қарқынды  ластанады. 

Карьер іші  ластану көздерінен бөлінетін  зиянды  заттарды  төмендету  үшін әр түрлі  әдістер мен құралдар пайдаланылады. Бірақ  бұл жағдайда  сыртқы  көздер, яғни  бос тау  жыныстары  мен  баланссыз кендер  үйінділері, оларға  қатысты  жолдар назардан тыс қалады, нәтижесінде карьерлер ауасындағы  зиянды заттар концентрациясы  жоғары  болады. Бұл үйінділермен байланысты міндеттер әдетте кейінге мерзімге  қалатындықтан  туындап отырған мәселе. Ал  үйінділер  мен   жолдардағы  үрдістер ең  алдымен карьер кеңістігін  ластайды, карьерлерді  пайдалану кезеңінде  жұмыскелердің  еңбек  жағдайларын  нашарлатады. Қолайсыз  еңбек жағдайлары  тау-кен жұмыскерлерінің кәсіби ауруларына  әкелетіні  белгілі. Сондықтан  әлемнің  барлық  елдерінде  және  біздің  елде де  карьерлер  атмосферасының зиянды заттармен ластануымен күресу  мәселелеріне басты назар  аударылады.

Зерттеу объекті карьерлер атмосфералық ауасын ластаушы сыртқы көздер.

Жұмыстың мақсаты.  Үйінділер беттері  мен жолдар жамылғысында  зиянды  заттарды  байланыстыру  жолымен  карьерлер  атмосфералық  ауасын  төмендету  үшін дисперстік  жүйелердің өзара  әсерінің физико-химиялық негіздерін  пайдалануда болып  табылады.  

Зерттеу әдістері. Диссертацияда карьерлердің  зиянды  заттармен  ластануы  мәселесіне арналған  әдеби көздерге критикалық  сараптама  жүргізілген. Физика, ықтималдылықтар теориясы және статистикалық физикада қолданылатын іргелі заңдарға негізделген карьер  ластануының сыртқы көздерінің күйін  теориялық және  эксперименталдық зерттеу әдістері пайдаланылады. Зертханалық және  тәжірибелік-өндірістік  шарттарда  шаң байланыстырушы  заттардың  су  ертінділірмен  байланысы, дисперстік  бөлшектердің физико-химиялық қасиеттері  және  тау-кен  массасының  физико-механикалық  сипаттамалары  анықталды.

Қорғауға шығарылатын негізгі ғылыми қағидалар мен нәтижелер:

1. Ластану қарқындылығы және қуаты, зиянды заттар таралуының  қарқындылығы  секілді ауа ластануының  сыртқы  көздерінің  мінездемелерін  анықтауға негізделген карьер атмосферасы күйін бағалаудың теориялық негіздері.

2. Карьердің сыртқы  ластану  көздерінен  бөлінетін  зиянды  заттардың  таралу  радиусы жел таралу бағыты раушанының максималды  шамаларының орташа мәндерінің минималды мәндерінің  сәйкес кіші мәндеріне  қатынасына  тура  пропорционал, жұмыс  зонасы ластануына  себепкер шекті  рұқсат етілетін концентрациялардың минималды шамасының шекті рұқсат етілетін концентрациялардың максималды шамаларының қатынасы дәрежеге шығарылған  таралу коэффициентіне  кері пропорционал.

3. 0,5% латекс, 5% хлорлы  кальцииден және 0,5% тринатрийфосфаттан  тұратын  су ертінділерінің  меншікті шығыны  үйінді мен жол жамылғысының кеуектіліктеріне,  1 мм бөлшектердің  пайыздық мәнін сол бөлшектердің максималдық ылғалдық сыйымдылығының қосындысын салыстырмалы ылғалдығынан айырмасының мәндеріне тура пропорционал.

Диссертациядағы ғылыми жаңалықтар:

-карьер атмосфералық  ауасын ластушы көздерінің  классификациясын дайындау;

- зиянды заттар ластануы бөлінуінің қарқындылығы және  қуаты  шамасы бойынша  ауа күйін бағалаудың  теориялық негіздерін  жасау;

- зиянды заттар компоненттерінің  агрессивтілігі  мен жел раушанын  ескере  отырып карьерлер  атмосферасының    сыртқы   көздерінен    ластану қашықтығын анықтау;

- үйінділерге баратын жолдармен жүрген  ауыр жүк көліктерінен  қозғалыс кезінде істен шыққан газдарды зерттеудің  ассоциативті  әдістерін пайдалану;

 -беттік белсенді заттардың  судағы   ертінділерімен  шаңды байланыстыру  үшін  тұрақты  жолдар   жамылғысының  тиімді параметрлерін  анықтау;

-тау жыныстарымен  және  баланссыз кендер үйінділерінің  жасау жағдайын  ескеретін моделін  жасап зертханалық жағдайда  үйінділер параметрлерін  анықтау. 

Пайдалану аймағы (қолданылу  саласы): алынған нәтижелерді тау-кен мекемелерінде еңбек  қорғау мамандарына карьердің атмосфералық ауасын сыртқы көздерден ластануын төмендету үшін пайдалануға  ұсынылады.  

Жұмыстың экономикалық тиімділігі: шаң байланыстырушы ертінділердің меншікті шығынын анықтау әдісі «Ақбақай комбинаты» АҚ және басқа  мекемелерде қауіпсіздік мәселелерімен шұғылданатын аралық  «Интехношарт» ЖШС, «ІС» ЖШС, «Жан-әділет-Бер» ЖШС арқылы енгізілген және алынған әсер әлеуметтік-экономикалық  болып табылады, күтілетін экономикалық  әсер – жылына  2 млн.тг.

Бұл  аймақта  жоғарғы  жетістіктермен  салыстыра  отырып орындалған  жұмыстың   ғылыми  деңгейін  бағалау:  Жүргізілген  әдебиеттерге  шолу  және әдебиетті салыстырмалы  сараптау, диссертация  тақырыбы бойынша басылымдарда  жарық  көрген материалдар және ҚР екі алдын ала патенты жұмыстың қазіргі заманғы ғылыми-техникалық  деңгейіне  сәйкес келетінін көрсетеді.

 

SUMMARY

 

Zharaspaeva Gulzhanar Zhumagalievna

 

Evaluation of  careers air state and elaboration of measurements to reduce its pollution by

 

05.26.01 – Labor protection

 

To reduce harmful substances’ extraction from the internal sources of pollution there’re used different ways and means lowing harmful substances’ concentration. However, the external sources, waste rock dumps and off-balance ores and approaches to them are being neglected, resulting the harmful substances concentration in air pits remains high. This is caused by leaving for later term the problems concerning sailing. At the same time first of all, the processes in sailing and on the approaches pollute career space, worsening working conditions during careers’ deposition.

In order to reduce the level of air pollution in careers it’s necessary to elaborate the measures’ complex carrying out simultaneously with internal and external sources for harmful substances extraction reducing. Therefore it’s expediently to investigate the intensity of harmful substances extraction from external sources of air pollution in careers and according to this to elaborate the measures’ complex allowing to provide the safe conditions for open mountain works.

Well known that adverse working conditions can cause the occupational disease of miners. That’s why the serious attention to problems of careers air pollution by harmful substances is paid all around the globe including our clime.

The thesis was completed in accordance to the program of scientific researches at KazNTU named after K. Satpaev. It’s the part of the scientific direction: «Elaboration of new technologies of the ecological risk evaluation methods on recovery of broken by mountain works earths, systems of environmental control and scientific-based engineering solutions on reducing of harmful extractions at mining enterprises».

The thesis idea constitutes of using the physical and chemical bases of  disperse systems’ interaction with solutions for the careers air pollution reduction by means of harmful substances linkage on sailing surface and cloths of roads.

The aim of the thesis is the elaboration of measurements for the air pollution with harmful substances reduction on the base of careers atmosphere state evaluation.

Reliability and validity of scientific positions, conclusions and recommendations of the thesis are confirmed by usage of statistical physics laws for identification of general characteristics of air pollution sources and laws of physical-colloid and colloid chemistry for calculating the specific expenses of dust-binding solutions to reduce the harmful substances extraction into careers atmosphere, and convergence of physics-chemical settings received by different methods of investigations and positive evaluation and approbation of scientific and research results of the thesis at different conferences, publishing and inculcation of the proposed measurements for careers air pollution reduction.

Taken out on protection scientific positions of the thesis:

1. The theoretical bases of careers atmosphere state evaluation founded on identification of air pollution external sources characteristics such as harmful substances allocation capacity and intensity.

2. Distribution radius of harmful substances from careers pollution external sources directly depends on the ratio of maximal values average arithmetic’s over minimal values average arithmetic’s of the winds rose and is in inverse proportion with dispersion factor, erected in degree of the ratio of the minimal value of the maximum permissible concentration over the minimal value of the maximum permissible concentration of a workplace air pollution components.

3. The specific expense of water solutions consisting of latex (0,5%), chloride calcium (5%) and threenatriumphosphate (0,5%) proportionally depends on sailing porosity and permanent road cloths and the difference between the relative humidity of percentage of particles up to 1 mm in size and its’ maximal molecular moisture capacity.

Scientific novelty of the thesis consists of:

- elaboration of careers air pollution sources classification;

- creation of the theoretical basis for evaluation of air state on the value of harmful substances allocation capacity and intensity;

- identification of the distance of harmful substances from careers air pollution external sources, taking into account the winds’ rose and toxicity of harmful substances components;

- usage of the associative method of investigation of supersize motor transport fulfilled gases allocation moving by roads towards sailing;

- identification of parameters of permanent roads cloths for the effective dust-binding by water solutions of superficially active substances;

- investigation of sailing parameters in labs on models, taking into account the conditions of sailing formation of dead rocks and off-balance ores.

The practical importance of the thesis. The theoretical bases of careers air state evaluation, founded on the identification of the capacity and intensity of allocation and disperse could be used at other mining enterprises as well. Besides, the careers atmosphere state objective evaluation on harmful substances allocation capacity will have allowed to identify the payment for harmful substances over normal allocations into the environment. The usage of dust-binding solutions on the reduction of harmful substances allocations from sailing surface and permanent road cloths creates favorable working conditions for miners in career.

The thesis results realization. The elaborated theoretical bases of air state evaluation, sailing and road cloths parameters identification methods, and the method of dust-binding solutions specific expense identification are used at diploma projects completion by students of «Industrial and environmental safety» departments of KazNTU named after K.Satpaev and KazGASA. Dust-binding solutions had been inculcated onto different enterprises with support of intermediary JSC «Zhan-adilet-ber», «Intechnosharp» and «IC», offering services on labor safety and industrial health.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подписано в печать «___»________2010

Формат 60х84 1/16. Бумага ксероксная

Объем 1,0 печ. л. Тираж 100 экз.

 

__________________________________________________________

 

Издание Казахского национального технического

университета имени К.И. Сатпаева

Издательский центр КазНТУ им. К.И. Сатпаева, г. Алматы, ул. Ладыгина, 32

 

Вы 3544-й посетитель.
Powered by Drupal
Copyright © KazNRTU, 2007-2016