Удельное выделение твердых частиц при формировании отвалов

Наименование оборудования	Значение , г/м^3
Отвалообразование плоских отвалов
Драглайн ЭШ-15/90, ЭШ-20/90	18,0
Драглайн ЭШ-10/70	26,6
Драглайн ЭШ-4/40, ЭШ-6/45, ЭШ-5/45	64,0
Отвалообразователь ОШР-5250/190	2,7
Бульдозер	5,6
Разгрузка автосамосвала	10,0

 

Количество твердых частиц, сдуваемых с поверхности породных отвалов, определяется по формуле

(2.3)

где K ₂ –коэффициент, учитывающий эффективность сдувания твердых частиц; K ₁ = 1 для действующих отвалов; K ₂ = 0,2 в первые три года после прекращения эксплуатации; K ₂ = 0,1 в последующие годы до полного озеленения отвала; S _o – площадь пылящей поверхности отвала, м²; W _о – удельная сдуваемость твердых частиц с пылящей поверхности отвала, принимается равной 0,1×10^-6 кг/м²×с; g – коэффициент измельчения горной массы, принимается равным 0,1; Т _с –количество дней в году с устойчивым снежным покровом.

При подстановке в формулу (2.2) значений W _о и g получаем формулу

. (2.4)

Для расчета нормативов ПДВ количество сдуваемых с поверхности породных отвалов твердых частиц определяется по формуле

(2.5)

При подстановке в формулу (2.5) значений W _о и g формула принимает вид

(2.6)

2.2. Выбросы твердых частиц в атмосферу открытыми складами угля определяются как сумма выбросов при формировании складов и при сдувании с их поверхности.

Количество твердых частиц, выделяющихся в процессе формирования открытых складов угля, определяется по формуле

(2.7)

где K _о – коэффициент, учитывающий влажность угля, принимается по табл.2.1; K ₄ – коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищенности угля от внешних воздействий, принимается по табл.2.4; K ₅ – коэффициент, учитывающий высоту пересыпки материала, принимается по табл.2.5; – удельное выделение твердых частиц с тонны угля, поступающих на склад, принимается равным 3,0 г/т; П_у – количество угля, поступающего на склад, т/год.

Для расчета нормативов ПДВ количество твердых частиц, выделяемых в процессе формирования склада угля, определяется по формуле

(2.8)

где П_м – максимальное количество угля, поступающее на склад, т/ч.

 

Таблица 2.4

Зависимость коэффициента K ₄ от местных условий

Местные условия	Значение K 4
Склады, хранилища, открытые
а) с четырех сторон	1,0
б) с трех сторон	0,8
в) с двух сторон полностью	0,6
г) с двух сторон частично	0,5
д) с одной стороны	0,1
е) загрузочный рукав закрыт с четырех сторон

Таблица 2.5

Зависимость коэффициента K ₅ от высоты падения материала

Высота падения материала h, м	Значение K 5
0,5	0,4
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

 

Количество твердых частиц, сдуваемых с поверхности открытых складов угля, определяется по формуле:

(2.9)

где K ₆ – коэффициент, учитывающий профиль поверхности складируемого материала и определяемый как отношение S _факт/ S _ш, значение K ₆ колеблется в пределах 1,3-1,6 в зависимости от крупности материала и степени заполнения склада; S _факт – фактическая поверхность склада, м²; S _ш – площадь основания штабелей угля, м²; W _ш – удельная сдуваемость твердых частиц с поверхности штабеля угля, принимается равной 1,0×10^-6 кг/м²×с; g – коэффициент измельчения горной массы, принимается равным 0,1.

При подстановке в формулу (2.9) значений W _ш и g получаем формулу

(2.10)

Для расчета нормативов ПДВ количество твердых частиц, выделяемых при сдувании с поверхности складов угля, определяется по формуле

(2.11)

При подстановке в формулу (2.11) значений W _ш и g она принимает вид

(2.12)

 

 

ПРИМЕР 2.1

 

На шахте объединения имеется плоский, действующий, не горящий породный отвал. Порода доставляется автосамосвалами и планируется бульдозером. Ежегодно в отвал подается 62400 м³ породы с влажностью 5 %. Максимальное количество породы, поступающей на отвал в течение часа, составляет 7,3 м³. Площадь пылящей поверхности отвала равна 13000 м². Пылеподавление на данном отвале не применяется. Для местности, где расположен отвал, характерны часто повторяющаяся скорость ветра 4,5 м/с и 180 дней с устойчивым снежным покровом.

Исходные данные для примера приведены ниже:

 

Коэффициент, учитывающий влажность породы, K о (из табл. 2.1)	1,0
Коэффициент, учитывающий скорость ветра, K 1 (из табл. 2.2)	1,2
Удельное выделение твердых частиц с 1 м^3 породы, подаваемой в отвал (из табл. 2.3): для бульдозера для разгрузки автосамосвалов	5,6 г/м^3 10,0 г/м^3
Количество породы, подаваемой в отвал, П	62400 м^3/год
Максимальное количество породы, поступающей в отвал, П4	7,3 м^3/ч
Эффективность применяемых средств пылеподавления h
Коэффициент, учитывающий эффективность сдувания твердых частиц, K 2	1,0
Площадь пылящей поверхности S о	13000 м^2
Годовое количество дней с устойчивым снежным покровом Т с	180 дней

 

Решение

 

Количество твердых частиц, выделяющихся при формировании отвала:

по формуле (2.1)

по формуле (2.2)

Количество твердых частиц, сдуваемых с поверхности породного отвала:

по формуле (2.4)

;

по формуле (2.6)

Выброс твердых частиц с данного отвала:

М _о = 1,17+2,49 = 3,66 т/год;

М _о = 0,04+0,16 = 0,20 г/с.

 

 

ПРИМЕР 2.2

 

Количество угля влажностью 6 %, поступающего на открытый со всех сторон склад, составляет 60000 т/год, максимальное количество угля, поступающего на склад в течение часа 7,0 т. Высота пересыпа 1,5 м, площадь основания штабелей угля 1000 м².

Пылеподавление на данном складе не применяется. Для местности, где расположен склад, характерна часто повторяющаяся скорость ветра 6 м/с.

Исходные данные для примера приведены ниже:

 

Коэффициент, учитывающий влажность породы, K о (из табл. 2.1)	1,0
Коэффициент, учитывающий скорость ветра, K 1 (из табл. 2.2)	1,4
Коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищен ности узла от внешних воздействий, K 4 (из табл. 2.4)	1,0
Коэффициент, учитывающий высоту пересыпки материала, K 5 (из табл. 2.5)	0,6
Удельное выделение твердых частиц с 1 т угля, поступающего на склад,	3,0 г/т
Количество угля, поступающего на склад, Пу	60000 т/год
Максимальное количество угля, поступающее на склад, Пм	7,0 т/ч
Эффективность применяемых средств пылеподавления h
Коэффициент, учитывающий профиль поверхности складируемого угля, K 6	1,5
Площадь основания штабелей угля склада S ш	1000 м^2

 

Решение

 

Количество твердых частиц, выделяющихся при формировании открытого склада:

по формуле (2.7)

по формуле (2.8)

Количество твердых частиц, сдуваемых с поверхности открытых складов угля:

по формуле (2.10)

по формуле (2.12)

Количество твердых частиц, выделяющихся от открытых складов угля:

М _ск = 0,15+6,62 = 6,77 т/год;

РАБОТА 3

 

Определение зон воздействия и влияния производства по рассеиванию

загрязняющих веществ в атмосфере

 

Цель работы: изучить путем выполнения конкретного расчета методику определения параметров загрязнения атмосферы от одиночных точечных источников загрязнения.

 

 

Задание

 

3.1. Расчитать основные параметры рассеивания ЗВ в атмосфере.

3.2. Определить опасность загрязнения.

3.3. Сделать краткие выводы и предложить природоохранные мероприятия

Варианты заданий приведены в приложении 5.

 

 

Порядок выполнения работы

 

Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере выполняется в соответствии с ОНД-86.

Максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ от одиночного точечного источника выброса круглого сечения, выбрасывающего нагретую пылевоздушную смесь,

, (3.1)

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М – интенсивность выброса загрязняющего вещества, г/с; F – коэффициент, учитывающий скорость оседания загрязняющих веществ в атмосфере; H – высота источника выброса от поверхности земли, м; V ₁ – объем выбрасываемой пылегазовоздушной смеси, м³/с;

T = T _г – Т _в,

Т _г – температура газовоздушной смеси, °С; T _в – температура атмосферного воздуха, принимаемая для района расположения предприятия и 13 ч самого жаркого месяца по СНиПу; h – коэффициент, учитывающий влияние аэродинамических условий, здесь h = 1; m и n – коэффициенты, учитывающие условия выброса пылегазовоздушной смеси.

Коэффициенты m и n зависят от параметров:

(3.2)

(3.3)

где w₀ – скорость выхода газовоздушной смеси из источника выброса (трубы), м/с; D – диаметр источника выброса, м.

При f < 100 m = (0,67 + 0,1 + 0,34 )^–1; если J _m 2, то n = 1; если 0,5 J _m < 2, то n = 0,532J _m ² – 2,13J _m + 3,13; если J _m < 0,5, то n = 4,4J _m.

В соответствии с районом расположения предприятия коэффициент А принимает следующие значения:

 

Районы южнее 40° с.ш.
Европейская часть территории России южнее 50° с.ш., Кавказ, Дальний Восток, Сибирь
Европейская часть территории России и Урала от 50° до 52° с.ш.
Европейская часть территории России и Урала севернее 52° с.ш.
Московская, Тульская, Рязанская, Владимирская, Калужская и Ивановская области

 

Коэффициент F принимает следующие значения в зависимости от состояния загрязняющих веществ и эффективности пылеулавливания:

 

Вещество	Эффективность пылеулавливания, %	F
Газообразные вещества	-
Твердые частицы	75-90 <75	2,5

 

Расстояние от источника выбросов до точки с максимальной приземной концентрацией

, (3.4)

где Н – высота источника выброса, м.

Параметр d определяется следующим образом:

при J _m 0,5

d = 2,48(1+0,28 );

при 0,5 J _m < 2

d = 4,95J _m (1+0,28 );

при J _m > 2

d = 7 (1+0,28 ).

Величина опасной скорости ветра, соответствующей полученным значениям С _mах и х _mах, также зависит от параметра J _m: если J _m £ 0,5, то U _max = 0,5J _m; если 0,5 £ J _m < 2, то U _max = J _m; если J _m > 2, то U _max = J _m ().

 

 

ПРИМЕР 3.1

 

Рассчитать основные параметры рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере по следующим исходным данным: число источников выброса N = 1; высота источника выброса Н = 30 м; диаметр устья источника выброса D = 1,4 м; скорость выхода газовоздушной смеси w₀ = 8 м/с; температура газовоздушной смеси Т _г = 125 °С; температура воздуха Т _в = 25 °С; интенсивность выброса М _в = 15,5 г/с; интенсивность выброса диоксида серы М _SO2 = 12,0 г/с; интенсивность выброса оксидов азота М_{NO x} = 4,2 г/с; коэффициенты А = 200, h = 1; максимальные предельно допустимые концентрации выбрасываемых веществ (ПДК): золы, двуоксида серы и оксидов азота соответственно 0,5; 0,5; 0,085 мг/м³.

 

 

Решение

 

Объем газовоздушной смеси

12,3 м³/с.

Превышение температуры выброса над температурой воздуха:

D T = T _г – Т _в = 125 – 25 = 100 °С.

Параметры:

;

;

При J _m ³ 2 n = 1, опасная скорость ветра U _max = м/с.

Максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ по формуле (3.1) для золы, двуоксида серы и оксида азота, соответственно,

мг/м³;

мг/м³;

мг/м³.

 

 

ПРИМЕР 3.2

 

Опасность загрязнения атмосферы:

;

;

.

Таким образом, можно констатировать, что опасности загрязнения атмосферы SO₂ и NO _x нет, но опасность загрязнения золой существует.

Опасность загрязнения атмосферы газообразными веществами с учетом суммации воздействия при одновременном присутствии в атмосфере SO₂ и NO _x

,

т.е. опасность загрязнения существует.

Параметр d при J _m > 2 равен

.

Расстояние от источника выброса до места с максимальной концентрацией х _max вычисляется по формуле (3.2). Для золы и газообразных веществ соответственно

м;

м.

Результаты расчета сведем в табл.3.1.

 

Таблица 3.1