Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор и выбор направления исследований
1.1 Обзор и анализ существующих «открытых» способов выполнения земляных работ, связанных с планировкой местности. Современное состояние прокладки инженерных коммуникаций бестраншейными методами 11
1.2 Экологические требования к сохранению плодородности земель, поврежденных в результате проведения земляных работ 20
1.3 Анализ методов улучшения условий труда при производстве земляных работ
1.3.1 Средства защиты работающих при производстве земляных работ 24
1.3.2 Средства и способы защиты окружающей среды при производстве земляных работ 26
1.4 Анализ способов расчёта распространения пылевых частиц, выбрасываемых в рабочую зону и атмосферу при производстве земляных работ 29
1.5 Механизм улавливания вредных частиц волокнистыми средами 34
1.6 Задачи, поставленные к исследованию 42
1.7 Выводы по главе 1 43
ГЛАВА 2. Анализ исходных данных при проектировании методов защиты окружающей среды 44
2.1 Характеристики и физико-механические свойства почвы Волгоградской области 44
2.2 Анализ проектных решений, объемов земляных работ при реконструкции, капитальном ремонте и авариях существующих инженерных сетей 48
2.3 Статистический анализ превышения запыленности жилых кварталов при производстве земляных работ 50
2.4 Опытно-промышленные исследования распространения «пылевого облака» в рабочей зоне и атмосфере при разработке грунта бульдозером
2.4.1 Программа и методика эксперимента 56
2.4.2 Результаты экспериментальных исследований 60
2. 4.3 Анализ результатов исследований 64
ГЛАВА 3. Теоретические и экспериментальные исследования запыленности и дисперс ного состава от неорганизованных источников выбросов при производстве земляных работ 69
3.1 Состояние воздушной среды при производстве земляных работ 69
3.2 Экспериментальные исследования запыленности и дисперсного состава пыли в воздушной среде при разработке грунта бульдозерно-рыхлительным оборудованием 72
3.2.1 Организация отбора проб выброшенной пыли при производстве земляных работ 73
3.2.2 Методика проведения и результаты дисперсного анализа пыли 75
3.3 Теоретические подходы описания дисперсного состава пыли и фракционной концентрации в воздухе при производстве земляных работ как случайной функции 82
ГЛАВА 4. Технические решения и практическая реализация результатов исследований 96
4.1 Изобретение для экологически безопасного снятия и перемещения плодородного слоя почвы при производстве земляных работ 96
4.2 Устройство для снижения пылевыделений в рабочую зону и атмосферу при разработке грунта бульдозером 99
4.3 Применение системы аспирации и аппарата ВЗП. Сравнительный эксперимент аппаратов ВЗП 102
4.4 Расчёт социального и экономического эффекта 106
Заключение 117
Список литературы
- Экологические требования к сохранению плодородности земель, поврежденных в результате проведения земляных работ
- Анализ проектных решений, объемов земляных работ при реконструкции, капитальном ремонте и авариях существующих инженерных сетей
- Организация отбора проб выброшенной пыли при производстве земляных работ
- Устройство для снижения пылевыделений в рабочую зону и атмосферу при разработке грунта бульдозером
Введение к работе
Актуальность проблемы. Территории современных городов насыщены системой инженерных коммуникаций, проложенных преимущественно ниже поверхности земли. Подземные инженерные сети являются важнейшим элементом инженерного оборудования города и характеризуют степень его развития и благоустройства. В связи с застройкой новых жилых районов и износом старых инженерных сетей, подземные коммуникации каждого города находятся в состоянии непрерывного развития, реконструкции и ремонта, что требует постоянного проведения земляных работ.
При капитальном ремонте, реконструкции, а также устранении аварий существующих инженерных коммуникаций производится вскрытие поверхностного плодородного слоя грунта с последующей разработкой траншеи. Следствием таких работ является изменение поверхностного состава и значительное снижение плодородности почв городских территорий. Кроме того, технологические процессы при производстве земляных работ сопровождаются интенсивным пылевыделением. В рабочих зонах производства работ уровень запыленности превышает предельно-допустимые концентрации и величину выбросов в атмосферу. Систем обеспыливания во время проведения земляных работ не используется. При производстве работ в безветренную погоду мелкодисперсная пыль длительное время находится во взвешенном состоянии в воздухе рабочей зоны. Такие работы часто проводятся в черте города, и в частности, в жилых кварталах, что приводит к загрязнению воздуха придомовых территорий, детских площадок, квартир и т.п.
В настоящее время в ряде стран, в том числе и в России, нормируется содержание в атмосферном воздухе частиц с размерами не более 2,5 мкм (РМ 2,5) и не более 10 мкм (РМ 10), поскольку наибольшую опасность представляют частицы пыли малого размера, которые способны проникать в легкие человека. Система контроля и оценки дисперсного состава и концентрации частиц именно малых размеров в воздухе рабочих и санитарно-защитных зон в настоящее время отсутствует, что не позволяет объективно оценить степень воздействия пыли на качество производственной и окружающей сред.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Цель работы:
Снижение негативного воздействия на окружающую среду и работников при производстве земляных работ.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
экспериментальное исследование и обобщение данных о дисперсном составе, аэродинамических характеристиках и основных физико-химических свойствах пыли при производстве земляных работ;
исследования возможности применения метода рассечения для оценки мелких и крупных фракций пыли в воздухе рабочих зон и атмосфере при выполнении земляных работ;
экспериментальные исследования величины пылевыделений и закономерностей распространения частиц пыли в рабочей зоне и атмосфере при использования бульдозерно-рыхлительного оборудования;
экспериментальные исследования состава мелких фракций пыли, выделяющейся при разработке грунта строительно-дорожными машинами;
определение концентрации мелких фракций пыли строительных производств (РМ 10, РМ 2,5);
внедрение и использование систем очистки воздуха рабочих зон от пыли мелких фракций при производстве земляных работ;
оценка существующих способов производства земляных работ оказывающих вредное воздействие на поверхностный слой почвы;
совершенствование способов снятия и перемещения плодородного слоя почвы при производстве земляных работ.
Основная идея работы состояла в использовании стохастических подходов при оценке и контроле содержания мелкодисперсной пыли в воздухе рабочей зоны и атмосферы для разработки мероприятий по снижению запыленности и подбора наиболее эффективного пылеулавливающего оборудования, а также совершенствование методов сохранения плодородного слоя почв для решения задач экологической безопасности и охраны труда при производстве земляных работ.
Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, лабораторные и опытно-промышленные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПК.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделированием изучаемых процессов, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей требуемым критериям сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и опытно-промышленных условиях.
Научная новизна работы состоит в том, что:
получены экспериментальные зависимости дисперсного состава и концентрации пыли от времени и расстояния до источника пыления в воздухе рабочей зоны и атмосфере;
определено соотношение концентраций мелких фракций пыли (РМ 10 и РМ 2,5) и общей запыленности воздуха рабочей зоны при работе бульдозерно-рыхлительного оборудования;
экспериментально исследованы и обобщены в форме уравнений регрессии, закономерности процесса распространения и осаждения частиц пыли, выброшенной в рабочую зону и атмосферу при разработке грунта бульдозером;
Практическое значение работы:
разработана методика для контроля и оценки величины неорганизованных выбросов пыли при работе бульдозерно-рыхлительного оборудования для разработки и внедрения проектных решений по улучшению качества воздуха жилой зоны для разделов «Мероприятия по защите окружающей среды» при производстве строительных работ;
разработана методика определения концентрации мелких фракций РМ 10 и РМ 2,5 пыли воздуха рабочей зоны при работе бульдозерно-рыхлительного оборудования по результатам проведенного обследования технологического процесса производства земляных работ как источника пылевого загрязнения;
разработана методика по расчету дисперсного состава пыли, поступающей в рабочую зону при производстве земляных работ;
усовершенствована и апробирована методика снятия и сохранения плодородного слоя почвы при производстве земляных работ (патент на изобретение № 2410496);
разработан метод очистки рабочей зоны от мелкодисперсной пыли при работе бульдозерно-рыхлительного оборудования.
Реализация результатов работы:
разработана и апробирована на базе ООО ОСФ «Стройспецмонтаж» промышленная установка удаления запыленного воздуха от бульдозерно-рыхлительного оборудования для снижения запыленности воздуха рабочих и санитарно-защитных зон;
разработана и внедрена промышленная установка снятия и сохранения плодородного слоя почвы для качественной рекультивации земель и снижения экологического урона окружающей среде;
материалы диссертационной работы использованы кафедрой БЖДТ ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», 280102 «Безопасность технологических процессов и производств».
На защиту выносятся следующие основные научные положения:
экспериментальные зависимости интегральной функции распределения массы частиц по диаметрам для дисперсного состава и концентрации пыли в атмосфере от времени и расстояния до источника пыления;
экспериментальные зависимости интегральной функции распределения массы частиц по диаметрам для дисперсного состава и концентрации пыли в воздухе рабочей зоны от времени и месторасположения источника пыления;
метод удаления запыленного воздуха от бульдозерно-рыхлительного оборудования для снижения запыленности воздуха рабочих и жилых зон;
метод для снятия и сохранения плодородного слоя почвы при разработке грунта;
Апробация работы.
Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: ежегодных научно-технических конференциях Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (Волгоград, 2007-2011 г.); участие во 2 Всероссийской специализированной выставке «Строительная техника — 2009» (Дата проведения: 28-30 апреля 2009г. Организатором выставки является ВЦ «ВолгоградЭкспо»); всероссийской научно-практической конференции «Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области» (ВолгГУ, декабрь, 2008 г.);
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 7 работах, в том числе в 2 статьях, опубликованных в изданиях, рекомендуемых ВАК России, 1 патент на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы 137 страниц, в том числе: 115 страниц – основной текст, содержащий 14 таблиц на 14 страницах, 24 рисунка на 24 страницах; список литературы из 135 наименований на 13 страницах, 5 приложений на 9 страницах.
Экологические требования к сохранению плодородности земель, поврежденных в результате проведения земляных работ
Скреперы бывают самоходные или прицепные к трактору. Скрепер может выполнять весь комплекс земляных работ — резание грунта, транспортирование его к месту укладки, разравнивание и уплотнение. Рабочий орган - ковш, на кромке днища которого во всю его ширину имеется нож, с помощью которого срезают слой грунта. Ковш, снабженный механизмом опускания, подъема и разгрузки, приводит в движение лебедка или гидропривод. Ковш по ходу скрепера опускают на грунт, врезается в него под действием силы тяги трактора или самоходного двигателя и снимает слои грунта. Наполненный ковш поднимается на ходу в транспортное положение, и скрепер перемещается к месту выгрузки, которая производится также на ходу, путем выталкивания грунта подвижней задней стенкой ковша или путем подъема его днища. Грунт вываливается между передней и задней осями скрепера и частично уплотняется его задними колесами.
Земляные работы, в городской среде, выполняются для строителъства зданий и сооружений, а также подземных инженерных сетей и коммуникаций. Наиболее полно использовано подземное пространство города в пределах территорий городских улиц. Здесь размещение подземных инженерных коммуникаций осуществлено при преимущественно минимальных расстояниях между отдельными прокладками, а также между зданиями, сооружениями, дорогами и т. д. Особо плотное размещение коммуникаций характерно для центральных улиц и площадей.
Подземные инженерные коммуникации состоят из трубопроводов, кабельных линий и коллекторов. Существует два основных способа производства работ - открытый и закрытый, необходимые для прокладки, реконструкции и ремонта инженерных сетей и коммуникаций. Открытый способ сопровождается вскрытием поверхности земляного полотна для последующего проведения работ. При закрытом способе используются бестраншейные технологии [129]. Применяемые при закрытом способе, бестраншейные технологии, получили большое распространение и на сегодняшний день являются наиболее современными. Их применение позволяет сохранить без повреждений поверхность покрытия, под которым прокладываются коммуникации. В основном, такие методы применяют при прокладке коммуникаций под автомобильными и железными дорогами, трамвайными путями, водными преградами.
Перед прокладкой коммуникаций бестраншейными способами, как правило под дорогами устраивают защитные кожухи или футляры, а затем в них прокладывают сами инженерные сети. Существует большое количество способов бестраншейной прокладки инженерных коммуникаций; способы горизонтально-направленного бурения (ГНБ), прокола, продавливания, метод санации и т.п. [69,129].
Технология ГНБ.
Сначала с помощью набора гибких приводных штанг и буровой головки создается скважина, называемая «пилотной», которая задает направление для дальнейшего бурения и непосредственной укладки предполагаемого трубопровода, электрокабеля и т.п. Контроль за движением буровой головки осуществляется с помощью локационного устройства, расположенного на поверхности, которое принимает и обрабатывает сигналы передатчика, встроенного в корпус буровой головки. Затем осуществляется расширение буровой скважины путем отсоединения головки и присоединения вместо нее «риммера» расширителя обратного действия. «Риммер» протягивается назад через скважину в направлении буровой установки, расширяя размеры «пилотного» канала до необходимого.
Заключительным этапом является затягивание в скважину заранее подготовленного рабочего трубопровода. Во время всего процесса бурения в скважину под давлением подается специальный буровой раствор, который охлаждает буровой инструмент, вымывает обработанный грунт и укрепляет стенки скважины предотвращая осыпание. Буровой раствор готовится с примбненибм специальных добавок на основе природной глины и абсолютно безопасен для окружающей среды [69]. Технология микротоннелирования.
В этой технологии используется автоматизированный щитовой проходческий комплекс с микрощитом небольшого диаметра, до 2450 мм. Прокладку протяженных коммуникаций с диаметром проходки менее 200 мм ведут с помощью систем горизонтально-направленного бурения. В стартовой шахте установлена рама продавливания, обычно состоящая из самой рамы, упорного кольца и гидродомкратов, которые продавливают трубный став коллектора, толкая микрощит и подавая роторный рабочий орган на забой. Проходку ведут до момента выхода щита в приемном котловане. Длина железобетонной трубы (футляра) продавливания обычно равна тройной длине хода гидродомкратов, что наиболее удобно при ведении проходческих работ. По мере полного выхода штоков упорное кольцо входит в зацепление с дополнительными упорами на кожухе домкратов, и цикл повторяется [129]. Метод санации.
Основными методами санации трубопроводов на сегодняшний день являются метод “труба в трубе” и метод взламывания старой трубы с одновременной протяжкой новой полиэтиленовой плети. Наиболее экономичным считается первый метод санации.
При использовании метода “труба в трубе” в первую очередь подбирается диаметр пластиковой трубы, который будет максимально соответствовать диаметру ремонтируемого трубопровода. Введение новых труб в старые осуществляется через отрытый в начале участка котлован путем протаскивания лебедкой предварительно сваренных в плеть полиэтиленовых труб. На площадку доставляются трубы из полиэтилена высокого давления внешним диаметром близким к диаметру санируемого трубопровода. Трубы на месте свариваются в плети длиной, обусловленной рядом факторов. Главный фактор - протяженность прямолинейного по конфигурации участка санируемого трубопровода. Перед введением труб проводится предварительный телевизионный контроль и очистка участка трубопровода, подлежащего санации. Затем к концу трубы приваривается специальная насадка, к которой прикрепляется трос. Втягивание полиэтиленового трубопровода осуществляется с помощью лебедки установленной над колодцем в конце санируемого участка [69].
Метод управляемого прокола.
Метод управляемого прокола может применяться для прокладки полиэтиленовых или стальных трубопроводов или футляров для газо- и водоснабжения, канализации, кабелей различного назначения. Сердцем установки управляемого прокола является силовой гидроцилиндр усилием 36 тс с полным штоком для размещения буровых штанг и присоединенным перекашивающимся захватом штанг. Гидравлическая станция приводится в действие двухцилиндровым четырехтактным бензиновым двигателем. Наконечник буровой головки имеет скошенную поверхность и при задавливании отклоняет буровую колонну в сторону. Оператор с помощью локатора видит, как необходимо повернуть головку, чтобы выправить траекторию в нужную сторону. При задавливании штанг с вращением буровая колонна двигается прямолинейно. После выхода в приемном котловане буровая головка заменяется на конический расширитель, и обратным ходом штанг с уплотнением грунта пилотная скважина расширяется до необходимого диаметра. Одновременно или после расширения в скважину протаскивается труба.
Анализ проектных решений, объемов земляных работ при реконструкции, капитальном ремонте и авариях существующих инженерных сетей
Для того чтобы определить уровень запыленности при производстве земляных работ во время прокладки новых и реконструкции существующих инженерных сетей производились замеры в г. Астрахани в 2011 г. Исследовались следующие объекты:
1. Прокладка теплотрассы от АТЭЦ-2, где переизбыток тепла до АГРЭС, где наблюдается его дефицит по ул. Яблочкова в период с апреля по октябрь 2011 г. Длина теплотрассы 7 км, представляет собой две линии труб диаметром 1700 мм. Замеры уровня запыленности, по стандартной методике [13, 38, 80,106,107], проводились: - при срезке растительного слоя 15 апреля с 12 до 13 часов дня (ясно, температура воздуха - 15С, скорость ветра - 7 м/с, атм. давление 760 мм). Отбор проб производился в рабочей зоне производства работ на высоте 2 м от поверхности грунта в зоне отвала бульдозера (проба 01, 02) и в жилой зоне на расстоянии 50 м от зоны производства работ на высоте 1.5 м от поверхности земли (проба 03, 04); - при разработке траншеи 20 апреля 14 часов дня (пасмурно, температура воздуха - 13С, скорость ветра - 4 м/с, атм. давление 755 мм); Отбор проб производился в рабочей зоне производства работ в зоне складирования грунта (проба 05, 06) и в жилой зоне на расстоянии 30 м от зоны производства работ на высоте 1.5 м от поверхности земли (проба 07, 08); - при разработке траншеи 05 июля в 10 часов утра (ясно, температура воздуха - 31 С, скорость ветра -1 м/с, атм. давление 760 мм). Отбор проб производился в рабочей зоне производства работ в зоне складирования грунта (проба 09, 10) и в жилой зоне на расстоянии 30 м от зоны производства работ на высоте 1.5 м от поверхности земли (проба 11, 12); - при обратной засыпке траншеи 23 сентября в 15 часов дня (ясно, температура воздуха - 23С, скорость ветра -6 м/с, атм. давление 761 мм). Отбор проб производился в рабочей зоне производства работ на высоте 2 м от поверхности грунта в зоне отвала бульдозера (проба 13, 14) ив жилой зоне на расстоянии 50 м от зоны производства работ на высоте 1.5 м от поверхности земли (проба 15, 16); - при обратной засыпке траншеи 11 октября в 09 часов утра (ясно, температура воздуха - 18С, скорость ветра -10 м/с, атм. давление 764 мм). Отбор проб производился в рабочей зоне производства работ на высоте 2 м от поверхности грунта в зоне отвала бульдозера (проба 17, 18) и в жилой зоне на расстоянии 50 м от зоны производства работ на высоте 1.5 м от поверхности земли (проба 19, 20);
2. Ремонтные работы на тепловой сети в районе ул. ул. Б.Алексеева -Минусинская, связанными со строительством тепломагистрали-перемычки ТЭЦ-2 - ГРЭС в период с августа по сентябрь 2011 г. Длина территории выполнения работ 1 км. Замеры уровня запыленности проводились: - при срезке растительного слоя 17 августа с 13 часов дня (пасмурно, температура воздуха - 25С, скорость ветра - 3м/с, атм. давление 755 мм); Отбор проб производился в рабочей зоне производства работ на высоте 2 м от поверхности грунта в зоне отвала бульдозера (проба 21, 22) и в жилой зоне на расстоянии 60 м от зоны производства работ на высоте 1.5 м от поверхности земли (проба 23, 24); - при разработке траншеи 22 августа 09 часов утра (ясно, температура воздуха - 25С, скорость ветра - 4 м/с, атм. давление 758 мм). Отбор проб производился в рабочей зоне производства работ в зоне складирования грунта (проба 25, 26) и в жилой зоне на расстоянии 80 м от зоны производства работ на высоте 1.5 м от поверхности земли (проба 27, 28); - при обратной засыпке траншеи 23 сентября в 14 часов дня (ясно, температура воздуха - 27С, скорость ветра -5 м/с, атм. давление 761 мм). Отбор проб производился в рабочей зоне производства работ на высоте 2 м от поверхности грунта в зоне отвала бульдозера (проба 29, 30) и в жилой зоне на расстоянии 50 м от зоны производства работ на высоте 1.5 м от поверхности земли (проба 31, 32).
Оборудование и приборы, применяемые при исследовании [13, 38, 79]: - Электроаспиратор ABA; - Фильтры АФА-ВП-20; - Комплект резиновых шлангов; - Весы электронные. Отбор проб пыли производился в соответствии с ОНД-90 «Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы», ГОСТ Р 50820-95 «Оборудование газоочистное и пылеулавливающее. Методы определения запыленности газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения», ГОСТ 17.2.4.07-90 «Методы определения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения».
Организация отбора проб выброшенной пыли при производстве земляных работ
Интегральные функции распределения массы по диаметрам частиц для пыли, отобранной в воздухе при разработке грунта бульдозерно-рыхлительным оборудованием; 1 - перед отвалом бульдозера; 2 - в зоне зуба рыхлителя (VB = 0-2 м/с) Дисперсный состав пыли является одним из доминантных показателей при решении следующих задач: оценка технологического оборудования как источника пылевыделений, закономерностей пылеоседания и распределения концентраций пыли, анализ ее свойств в воздухе рабочей зоны и в выбросах в атмосферу, а также оценка эффективности инженерно-экологических систем [3,56,61,62,65].
Проблемами теоретического обоснования зависимостей распределения массы частиц пыли по диаметрам в различное время занимались ученые А.Н. Колмогоров, П.А. Коузов, Г.И. Ромашов, П. Розин, Е. Рамблер, И. Свенсон, Н.Я. Авдеев, К.С. Шифрин, Ж. Петрояль и др. Данные исследования доказали, что виды пыли, образующихся при проведении земляных работ. подчИНЯются логарифмически-нормальному закону распределения. Однако в более поздних работах В.В. Недина, О.Д. Нейкова, И.Н. Логачева, В.А. Минко, Е.И. Богуславского, В.Н. Азарова и других исследователей доказано, что для пыли, поступающей в воздух рабочей зоны и инженерно-экологические системы, при проведении строительных работ более характерно усеченное логарифмически-нормальное распределение [6, 9, 24, 25, 26].
Анализ результатов дисперсного состава пыли строительных производств показал количественное преобладание мелкодисперсной фракции пыли над крупнодисперсной [3,36, 46, 47, 65]. Обзор отечественной и зарубежной практики нормирования качества воздуха по содержанию взвешенных частиц показал, что во многих странах норматив устанавливается с учетом размера взвешенных частиц (РМ 10 и РМ2.5) вследствие их различного действия на организм человека и длительности нахождения во взвешенном состоянии в воздухе.
При рассмотрении результатов анализа дисперсного состава пыли в воздухе зоны разработки грунта можно сделать вывод о том, что влияние различных факторов (место отбора пробы, скорость разработки и т.д.), а также изменение параметров воздушной среды в определенных пределах (влажность и подвижность воздуха и т. п.) определяют фракционный состав пыли, то и разброс значений функции прохода следует отнести не к разряду ошибок, а к особенностям случайного процесса [34, 35, 36]. Поэтому представляется целесообразным, как предложено В. Н. Азаровым [7, 8] для рабочих зон и инженерно-экологических систем, рассматривать функции, описывающие дисперсный состав взвешенных частиц в зоне земляных работ как случайные.
Была исследована возможность применения метода «рассечения» для исследования дисперсного состава пыли при производстве земляных работ. Вид кривой, описывающей функцию прохода пыли, в большей мере зависит от доли крупных фракций, хотя мелкие превосходят их по количественному составу. Влияние различных случайных процессов, зависящих как от изменяющихся параметров воздуха рабочих зон, так и технологических факторов, заметно распространяется именно на крупные частицы. В основе разработанного В.Н. Азаровым метода «рассечения» лежит предположение о том, что дисперсный состав мелких фракций постоянен, а их отделение от генеральной совокупности частиц пыли позволит определить функцию прохода пыли независимо от случайного появления в пробе крупных частиц пыли [10, 35, 40,42].
В общем случае функция прохода для совокупности частиц мелких (DM(d4)) и крупных (DKp(d4)) фракций пыли определяются по уточненным формулам (1) и (2) соответственно: D(dp) о, если d4 dp DM(d4). 100 , ч , , (3.6) и{ач), если ач а р о, если d„ d ядоЧ 100 (100 100 )«)) ли d4 dp (3.7) \00-D(dp) Результаты дисперсного анализа и применения метода «рассечения» для пыли, выброшенной в рабочую зону: перед отвалом бульдозера при скорости ветра - VB = 0.2-0.5 м/с, показаны на рис. 3.7; в зоне зуба рыхлителя при скорости ветра - VB = 0.2-0.5 м/с, показаны на рис. З.8.; перед отвалом бульдозера при скорости ветра - VB = 5-6 м/с, показаны на рис. З.9.; в зоне зуба рыхлителя при скорости ветра - VB = 5-6 м/с, показаны на рис. 3.10.
Пусть В (d„ ш) - случайная функция, зависящая от размера частиц S6А и ш - вектора эколого-технологических характеристик. Можем определить дисперсный состав пыли, как случайную функцию В (d„ ш), d46А, являющуюся отображением В: Q- К, зависящую от размера частиц d„, где О - пространство элементарных событий, выражающихся в конкретном проявлении экологических, санитарно-гигиенических, технологических факторов.
Устройство для снижения пылевыделений в рабочую зону и атмосферу при разработке грунта бульдозером
Для расчета эколого-экономической эффективности за базовую методику принимаем «Временную типовую методику определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды.» Согласно методики достижение этих целей определяется показателями общего экологического и социально- экономического результатов природоохранных мероприятий.
Общий экологический результат разработки заключается в уменьшении отрицательного воздействия на окружающую среду и улучшении её состояния, а проявляется в снижении объемов загрязнений поступающих в среду и уровня её общей загрязненности.
Экономическое обоснование природоохранных мероприятий осуществляется путем сравнения их экономических результатов с необходимыми для их реализации затратами, используя показатели общей и сравнительной эффективности природоохранных затрат и чистого экономического эффекта природоохранных мероприятий. В качестве базы сравнения использовались показатели рассматриваемого производства до внедрения мероприятий.
Целью расчета является определение годового эколого-экономического эффекта, предотвращенного ущерба и показателя абсолютной экономической эффективности средозащитных вложений. В качестве экологического показателя выступает предотвращенный экологический ущерб; АУ = Уоб.баз - Уоб., (4.10) где Уоб.баз - предотвращенный экологический ущерб от загрязнения окружающей среды для базового варианта, руб.; Уоб - предотвращенный экологический ущерб от загрязнения окружающей среды, руб. Уоб.баз = Уотх. баз + Уатм. баз, (4.11) где Уотх. баз - предотвращенный экологический ущерб от загрязнения твердыми отходами для базового варианта, руб.; Уатм. баз - предотвращенный экологический ущерб от загрязнения атмосферы выбросами для базового варианта, руб. Уоб = Уотх + Уатм, где Уотх- предотвращенный экологический ущерб от загрязнения твердыми отходами, руб.; Уатм- предотвращенный экологический ущерб от загрязнения атмосферы выбросами, руб. Поскольку в предлагаемом варианте нет отходов в пылеулавливающих системах, то Уоб. = Уатм. Экономический ущерб от загрязнения атмосферы рассчитывается по формуле [53]: Уатм. баз = уд-СІзаз.возд/Б4іВОЗД вьіб баз, (4-12) где Ууд - показатель удельного ущерба от выброса в атмосферу 1 у.т. загрязняющего вещества, руб./у.т.; Авыб баз - количество поступающего в воздух вещества для базового варианта, т/год. 112 Показатель относительной опасности определяется от вида территории, ОТНесеННОЙ К ЗОНЄ аКТИВНОГО ЗагрЯЗНеНИЯ Т3аз.возд = 30. Величина поправки на характер рассеивания определяется по формуле [53]: f-f 10 V гДе Р поправка для учета подъема факела; h - геометрическая высота устья источника, м; V- скорость ветра. Р = 1+ (А 1 Л\ 75С (4Л4) гдеДГ- среднегодовая разность температур в устье источника и в окру-жающей атмосфере, С. Показатель относительной агрессивности определяется по формуле [120]: 4В03Д = ахах8х\рх, (4.15) где ai - относительная опасность, принесенная для человека; і- поправка на вероятность накопления вредных веществ в окружающей среде и последующего поступления в организм, ах = 1; - поправка на вредное действие, д{ = 1 і - поправка на вероятность вторичного попадания в атмосферу, = 1; Д- поправка на вероятность образования других более опасных загрязнении, Д = 1. а_( 60 G{ [пдКф-ццк С \0 5 (4.16) Уатм. = УУд о- .тзд/ТАГд-Авыб, (4.17) где Авыб- количество поступающего в воздух вещества, т/год. Годовой эколого-экономический эффект определяется как разность приведенных затрат базового и предлагаемого вариантов [53]: Эг=31-Зэ+П . (4.18) Приведенные эколого-экономические затраты для базового варианта равны: 113 Збаз=Ссзвьіббаз. (4.33) где Ссзвыб баз - плата за выбросы в атмосферу для базового варианта, руб. Ссзвыб баз = Свыб Авыб баз, (4.19) где Свыб - плата за выбросы в атмосферу 1т загрязняющих веществ, руб./т. Приведенные эколого-экономические затраты равны: Зэ =з + У = Ссз+Еи Ка+Уоб (420) где Ссз - плата за размещение отходов и за выбросы в атмосферу загрязняющих веществ, руб. Ссз = Ссзвыб, (4.21) где Ссзвыб. - плата за выбросы в атмосферу, руб. Ссзвыб = Свыб Авыб, (4.22) где Авыб - количество выбросов в атмосферу, т/год. С учетом (4.11) и (4.13) формула (4.10) принимает вид: Эр = об.баз + Ссз.баз (Уоб + Ссз + К #сз ) + П , Эг = Ссз баз - Ссз + АУ - Ен-Ксз + П. (4.23) В состав средозащитных капитальных затрат включаются затраты на приобретение, доставку, монтаж и освоение оборудования, затраты на другие элементы основных фондов, непосредственно связанные с осуществлением проекта. Ксз = К2 + Кз + К4, (4.24) где К2 - стоимость основного и вспомогательного оборудования; Кз - стоимость производственного инвентаря; К4 - прочие затраты. Транспортно-заготовительные и складские расходы основного и вспомогательного оборудования приняты в размере 7%, затраты на монтаж и пуско-наладочные работы - 30% от его прейскурантной стоимости. Сметная стоимость основного и вспомогательного оборудования рассчитывается в таблицу 4.2
