расчет неорганизованных источников. Расчет выбросов от неорганизованных источников при добыче строительных материалов

• Название: Расчет выбросов от неорганизованных источников при добыче строительных материалов
• Дата: 15.02.2023
• Размер: 59.88 Kb.
• Имя файла: расчет неорганизованных источников .docx
• Тип: Документы; #938339

Раздел 4.

Влияние горных работ на окружающую среду

Расчет выбросов от неорганизованных источников при добыче строительных материалов

Неорганизованными выбросами являются выбросы в виде ненаправленных потоков, возникающие за счет негерметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы средств пылеподавления в местах загрузки, выгрузки или хранения пылящего продукта.

Расчет объема неоганизованных выбросов необходим для учета допустимых валовых выбросов предприятий.

Основные источники неорганизованных выбросов в промышленности строительных материалов:

• 
  Узлы пересыпки материалов;
  
• 
  Перевалочные работы на складе
  
• 
  Хранилища пылящих материалов
  
• 
  Хвостохранилища
  
• 
  Карьерный транспорт
  
• 
  Механизмы
  
• 
  Дороги
  
• 
  Погрузочно-разгрузочные работы
  
• 
  Бурение шпуров и скважин
  
• 
  Взрывные работы
  

Выделяются газообразные компоненты и пыль с очень широким диапазоном частиц от 1-2 мм до долей микрона.

q=A+B, г/с.
А- выбросы при переработке (ссыпка, превалка, перемещение) материала

В- выбросы при статическом хранении материала.
А= , г/с.
k₁ - весовая доля пылевой фракции в материале. Определяется путем отмывки и просева средней пробы с выделением фракции пыли размером 0-200мкм (табл.4,1).

k₂ – доля пыли (от всей массы пыли), переходящая в аэрозоль (табл.4,1).

Таблица 4,1

Наименование материала	Плотность материала, г/см3	k1	k2
известняк	2.7	0.04	0.02
мергель	2.7	0.05	0.02
мел	2.7	0.05	0.07
уголь	1.3	0.03	0.07
гранит	2.8	0.02	0.02
мрамор	2.8	0.04	0.02

k₃ – коэффициент, учитывющий местные метеоусловия, принимаемый в соответствии с таблицей 4,2.

Таблица 4,2

Скорость ветра, м/с	K5	k3
До 2	1.0	1.0
До 6	0.9	1.2
До 7	0.8	1.4
До 10	0.7	1.7
До12	0.6	2.0
До 14	0.4	2.3
До 16	0.2	2.6
До18	0.1	2.8
До20 и выше	0.01	3.0

k₄ – коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищенности узла от внешних воздействий, условия пылеобразования (табл.4,3).

Таблица 4,3

Местные условия	K4
Склады, хранилища открытые А) с 4 сторон	1.0
Б)с 3 сторон	0.5
В) с 2 сторон полностью и с 2 сторон частично	0.3
Г) с 2 сторон	0.2
Д) с 1 стороны	0.1

k₅ – коэффициент, учитывающий влажность материала (табл. 4,4).

Таблица 4,4.

Влажность материалов,%	K5
До 0.5	1.0
До 1	0.9
До 3	0.8
До 6	0.7
До7	0.6
До 8	0.4
До 9	0.2
До10	0.1
Выше 10	0.01

Для песка на складах при влажности 3% и более выбросы не считать.

k₇ – коэффициент, учитывающий крупность материала (табл.4,5).

Таблица 4,5.

Размер куска, мм	K7
500	0.1
500-100	0.2
100-50	0.4
50-10	0.5
10-5	0.6
5-3	0.7
3-1	0.8
1	1.0

G₁ – суммарное количество перерабатываемого материала Т/час.

B´ - коэффициент, учитывающий высоту пересыпки (табл.4,6).

Таблица 4,6.

Высота падения материала, м	B´
0.5	0.1
1.0	0.5
1.5	0.6
2.0	0.7
4.0	1.0
6.0	1.5
8.0	2.0
10.0	2.5

Выбросы при статическом хранении материала

В = k₃ k₄ k₅ k₆ k₇ q´F, г/с.
k₆ - коэффициент, учитывающий профиль поверхности складируемого материала (колеблется в пределах 1.3-1.6 в зависимости от крупности материала и степени заполнения). Определяется F_факт/ F

F_факт – фактическая поверхность материала с учетом рельефа его сечения (учитывается только площадь, на которой производятся погрузочно-разгрузочные работы) м²

F- поверхность пыления в плане, м²

q´- унос пыли с одного квадратного метра фактической поверхности, в условиях, когда k₃ =1, k₅ =1, принимается по таблице 4,7.

Таблица 4,7.

Складируемый материал	q´, г/м2 с
Клинкер, шлак	0.002
Щебенка, песок, кварц	0.002
Гранит, мрамор	0,002
Мергель, известяк, огарки, цемент	0.003
Сухие глинистые материалы	0.004
Хвосты асбестовых фабрик, песчаник, известь	0.005
Уголь, гипс, мел	0.005

Аналогичным образом рассчитываются сдувы пыли при постоянной интенсивности источника пылевыделения.
Пример: На карьере добывается гранит. В час перерабатывается 3200 т гранита. Размер перерабатываемого куска 500 мм и более. Высота пересыпки до 0,5 м, влажность материала 1%, скорость ветра до 2 м/с. Склад имеет площадь 5000 м² , при этом поверхность пыления, учитывая борта складируемого материала 6500 м². Рассчитать выбросы пыли с открытого склада, если склад открыт с четырех сторон.

Рассчитаем выбросы при переработке материала.

А= , г/с.

По таблице 4,1 определяем коэффициенты , оба равны 0,02. Коэффициент k₃ =1,0 (таблица 4,2),. Так как склад открыт с четырех сторон, то =1 (таблица 4,3). Коэффициент k₅=1,0 (таблица 4,4). Так как размер складируемых кусков более 500 мм, то коэффициент k₇=0,1 (таблица 4,5), B´ определяем по таблице 4,6.

А=(0,02*0,02*1*1*1*0,1*3200*10⁶*0,1)/3600=3,6 г/с

Рассчитаем при статическом хранении материала

В = k₃ k₄ k₅ k₆ k₇ q´F, г/с.

Коэффициент k₆ = F_факт/ F=6500/5000=1,3. q´=0,002 (таблица 4,7).

В=1*1*1*1,3*0,1*0,002*5000=1,3 г/с.

Общее количество пыли, выделяющееся со склада полезного ископаемого:

q=A+B=3,6+1,3=4,9, г/с.
Выбросы с породных отвалов

Выбросы твердых частиц в атмосферу с породных отвалов определяются как сумма выбросов при формировании отвалов и при сдувании частиц с их пылящей поверхности.

q₀=A_о+B_о, г/с

Количество твердых частиц, выделяющихся при формировании отвала, определяется по формуле:

А₀= , г/с

где G₂ – суммарное количество перерабатываемой породы, т/час.

Выбросы при статическом хранении материала определяются по формуле

В_о=0,864*10^-6 k₃ k₅S_o(365-T_c)*0,1, г/с

Где S_o – площадь пылящей поверхности отвала, м²;

Т_с – количество дней с устойчивым снежным покровом.
Пример: Отвал имеет площадь пылящей поверхности 20000 м², сформирован из глинистого материала. В час на отвал насыпается 200 т материала. Размер перерабатываемого куска 3-1 мм. Высота пересыпки до 1,5 м, влажность материала 1%, скорость ветра до 2 м/с, устойчивый снежный покров держится с ноября по март.

Коэффициенты k₁=0,05; k₂=0,02; k₃ =1,0; =1; k₅=1,0; k₇=0,8; B´=0,6.

А₀= = =26,7 г/с
Т_с=151

В_о=0,864*10^-6 k₃ k₅S_o(365-T_c)*0,1=0,864*10^-6*1*1*20000*0,1(365-151)=0,4 г/с

q₀=A_о+B_о=27,1 г/с
Пересыпка пылящих материалов

Источники: пересыпка, погрузка в средства транспорта, разгрузка самосвалов в бункер, ссыпка материала открытой струей в склад…

Объем пылевыделений от всех источников определяется по формуле:

Q= , г/с.

G₃- производительность узла пересыпки, т/час
Пример: Рассчитать количество пыли, выделяющееся при погрузке угля в автомашину. Производительность узла перегрузки 1950 т/час. Место погрузки закрыто с одной стороны. Размер перерабатываемого куска 500 мм и более. Высота пересыпки до 0,5 м, влажность материала 1%, скорость ветра до 2 м/с.

Коэффициенты k₁=0,03; k₂=0,07; k₃ =1,0; =0,5; k₅=1,0; k₇=0,1; B´=0,1.

Q= , г/с.
Карьеры.

Выбросы при движении карьерного автотранспорта.

Рассматриваются как единые источники равномерно распределенных по площади выбросов от автотранспортных, выемочно-погрузочных, буровых и взрывных работ.

Общее количество пыли, выделяемое автотранспортом в пределах карьера

Q= , г/сек

С₁ – коэффициент, учитывающий среднюю грузоподъемность единицы автотранспорта (табл. 4.8).

Таблица 4,8.

Средняя грузоподъемность, т	С1
5	0.8
10	1.0
15	1.3
20	1.6
25	1.9
30	2.5
40	3.0

С₂ – коэффициент, учитывающий среднюю скорость передвижения транспорта в карьере (табл.4,9).

Таблица 4,9.

Средняя скорость транспортирования, км/час	С2
5	0.6
10	1.0
20	2.0
30	3.5

Средняя скорость транспортирования рассчитывается по формуле

V_ср= NL/n, км/час

N – число ходов (туда и обратно) всего транспорта в час

L – средняя протяженность одной ходки в пределах карьера, км

n – число автомашин, работающих в карьере

С₃ – коэффициент, учитывающий состояние дорог (табл. 4,10).

Таблица 4,10.

Покрытие карьерных дорог	С3
Дорога без покрытий (грунтовая)	1.0
Дорога с щебеночным покрытием	0.5
Дорога с щебеночным покрытием, обработанная раствором хлористого кальция, битумом…	0.1

k₅ - коэффициент, учитывающий влажность поверхностного слоя материала (табл. 4,4).

С₇ – коэффициент, учитывающий долю пыли, уносимой в атмосферу, равный 0.01

q₁ – пылевыделение в атмосферу на 1 км пробега принимается равным 1450 г.

С₅ –коэффициент, учитывающий скорость обдува материала, которая определяется как геометрическая сумма скорости ветра и обратного вектора средней скорости движения транспорта (табл. 4,11).

Таблица 4,11.

Скорость обдува, м/с	С5
До 2	1.0
5	1.2
10	1.5

q´₂ – пылевыделение с единицы фактической поверхности материала на платформе, г/м² (табл.4,7).
Пример: Рассчитать количество пыли, выделяющейся при транспортировании мергеля в карьере. В карьере работает 10 автомашин БелАЗ-540, средней грузоподъемностью 25 т. В час автомашина делает 1 хода средней протяженностью 6 км. Дороги в карьере без покрытия. Влажность материала до 0,5 %. Средний размер куска 500 мм. Скорость обдува материала до 2 м/с.

По таблице 4,8 С₁=1,9.

Рассчитаем среднюю скорость транспортирования.

V_ср= NL/n=60*1/10=6 км/ч

По таблице 4,9 находим С₂=0,6, а по таблице 4,10 – С₃=1

По таблице 4,13 находим площадь поверхности транспортируемого материала F₀=14 м².

Q= = = 190,6; г/сек
Выбросы токсичных газов при работе карьерных машин.

Приближенный расчет количества токсичных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, можно производить, используя коэффициент эмиссии (табл.4,12).

Таблица 4,12

Вредный компонент	Выбросы вредных в-в двигателями
	карбюраторными	дизельными
Окись углерода	0.6 т/т	0.1 т/т
Углероды	0.1т/т	0.03т/т
Двуокись азота	0.01т/т	0.04 т/т
Сажа	0.58 кг/т	15 кг/т
Сернистый газ	0.002 т/т	0.02т/т
Свинец	0.3 кг/т
бензапирен	0.23 г/т	0.32г/т

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу определяют путем умножения величины расхода топлива в тоннах на соответствующие коэффициенты. Данные по расходу топлива для некоторых автомашин приведены в таблицы 4,13.

Таблица 4,13.

Марка автомашины	Вид топлива	Расход топлива, т/ч	Грузоподъемность, т	Площадь поверхности транспортируемого материала, м2
КАМАЗ 511	Дизельное	0.013	13	14
КРАЗ 256 Б	Дизельное	0.019	10	14
ЗИЛ ММЗ 555	бензин	0.014	4,5	14
БелАЗ-540	Дизельное	0,0175	27	14
БелАЗ-548	Дизельное	0,0178	40	17
БелАЗ-549	Дизельное	0,0155	75	21
БелАЗ-7519	Дизельное	0,0156	110	42
БелАЗ-7520	Дизельное	0,0156	180	42

Пример: Найти выбросы токсичных газов при работе 10 автомашин БелАЗ-540.

Автомашины БелАЗ-540 используют дизельное топливо. Расход топлива 0,0175 т/ч (таблица 4,13).

СО=0,0175*0,1 *10(табл.4,12)=0,00175 т/ч≈1,75 кг/ч. Аналогично находим количество остальные токсичные газы. Для удобства результат представим в виде таблицы.

Вредный компонент	коэффициент	Выбросы вредных в-в двигателями
Окись углерода	0.1 т/т	1,75 кг/ч
Углероды	0.03т/т	0,525 кг/ч
Двуокись азота	0.04 т/т	0,7 кг/ч
Сажа	15 кг/т	0,26 кг/т
Сернистый газ	0.02т/т	0.35кг/т
бензапирен	0.32г/т	0.0056 г/т

Выбросы при выемочно-погрузочных работах.

При работе экскаваторов пыль выделяется главным образом при погрузке материала в автосамосвалы. Объем пылевыделения определяется по формуле

, г/сек.
G- количество перерабатываемой экскаватором породы.
Пример: Рассчитать количество пыли, выделяющееся при погрузке угля в автомашину. Производительность экскаватора перегрузки 2000 т/час. Место погрузки закрыто с одной стороны бортом карьера. Размер перерабатываемого куска 500 мм и более. Высота пересыпки до 0,5 м, влажность материала 1%, скорость ветра до 2 м/с.

Коэффициенты k₁=0,03; k₂=0,07; k₃ =1,0; =0,5; k₅=1,0; k₇=0,1; B´=0,1.

Q= , г/с.
Выбросы при буровых работах.

При расчете загрязнений атмосферы учитывается, что практически все станки выпускаются со средствами пылеочистки.

, г/сек

n - количество единовременно работающих буровых станков

z – количество пыли, выделяемое при бурении одним станком. (табл. 4,14)

Таблица 4,14

Источник пылевыделения	Интенсивность пылевыд.		Примечание
	мг/с	г/ч
Буровой станок БИК-2	27	97	С пылеуловителем
Буровой станок СБШ-250	119	196
Буровой станок БА-15	2200	7920	Без пылеуловителя
Буровой станок СБО-1	250	900	С пылеуловителем
Пневматический бурильный молоток	100	360	При бурении сухим способом
Пневматический бурильный молоток	5	18	При бурении мокрым способом

 - эффективность системы пылеочистки, в долях, (табл.4,15).

Таблица 4,15

Способ бурения	Система пылеочистки	
шарошечное	Циклоны	0.75
	Мокрый пылеуловитель	0.85
огневое	Рукавный фильтр	0.95

Пример: На рабочем борту работает буровой станок БИК-2, со станком используется циклон. Рассчитать количество пыли, выделяемое работающим буровым станком.

=0,007, г/сек
Выбросы пыли при взрывных работа.

Расчет единовременных выбросов пыли производится по формуле

Q = а₁ а₂ k₃ а₃ D ·10⁶ , г

а₁ – количество материала, поднимаемого в воздух при взрыве 1 кг ВВ (4-5 т/кг)

а₂ – доля переходящей в аэрозоль летучей пыли по отношению к взорванной горной массе (в среднем а₂ = 2·10^-5)

k₃ – коэффициент, учитывающий скорость ветра в зоне взрыва (табл. 2).

а₃ – коэффициент, учитывающий влияние обводнения скважин и предварительного увлажнения забоя (табл. 4,16).

Таблица 4,16

Предварительная подготовка забоя	А3
Орошение зоны оседания пыли водой, 10 л/м2	0.7
обводнение скважины (высота столба воды 10-14м)	0.5

D – величина заряда ВВ, кг.
Пример: На карьере за 1 взрыв добывается 150 м³ песчаника. Забой предварительно орошают водой. В ветер в зоне взрыва не превышает 2 м/с. Найти количество пыли поднимающейся при взрыве.

Для добычи песчаника крепостью 12-14 используют тротил. По таблице 4,17 находим удельный расход ВВ 0,6 кг/м³. Отсюда найдем величину заряда D=150*0,6=90 кг; а₁=5 т/кг; k₃=1; а₃=0,7

Q = а₁ а₂ k₃ а₃ D ·10⁶=5*2*10^-5*1*0,7*90*10⁶=6300 г
Количество газовых примесей, выделяющихся при взрыве.

Можно рассчитать, используя данные таблицы 4,17.

Таблица 4,17

Тип ВВ	Удельный расход ВВ кг/м3	Коэф. крепости по Протодьяконову	Кол-во выделяемых газов, л/кг ВВ
			CO	NO2
Зерногранулит 79/21	0,60	10-12	10,2	7,0
	0,75	13-15	13,0	3,3
тротил	0,60	12-14	52,0	3,2
	0,70-0,80	14-18	70,0	2,9
Смесь тротила и зерногранулита	0,66; 0,5	8-10	31	2,8

Пример: Найти количество газовых примесей выделяющихся при взрыве на карьере при добыче песчаника. Величина заряда 90 кг тротила.

СО=90*52=4680 л.

NO₂=90*3,2=288 л

Литература

1. 
   Гудков А.Г. Механическая очистка сточных вод. Учебное пособие. - Вологда: ВоГТУ, 2003. -152 с.
   
2. 
   Ветошкин А.Г. Инженерная защита водной среды. Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2014. – 416 с.
   
3. 
   Буренин Н.С., Волкодаева М.В., Губанов А.Ф. и др. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. - СПб.: 2005. - 185 с.