Спосіб обґрунтування заходів і засобів з нормалізації запиленості робочої зони при бурінні свердловин у гранітному кар’єрі

Реферат: Спосіб обґрунтування заходів і засобів з нормалізації запиленості робочої зони при бурінні свердловин у гранітному кар'єрі включає буріння свердловин, контролювання виділення дрібнодисперсного пилу із свердловин і запилення робочої зони з використанням розрахункових методів оцінювання інтенсивності виділення пилу із свердловини в залежності від робочих параметрів процесу буріння і визначення концентрації його в робочій зоні. Застосовують оперативно визначені пилобезпечні параметри технологічного процесу буріння (діаметр свердловин, швидкість виходу забрудненого повітря із свердловини та ступінь очистки забрудненого повітря) в залежності від фактичних метеорологічних умов, місця і часу проведення робіт та особливостей розсіювання пилу в робочій зоні свердловини. У випадку неможливості отримати нормативні значення концентрації пилу шляхом зміни технологічних параметрів визначають додаткові заходи і засоби (застосування колективних і індивідуальних заходів захисту, підвищення рівнів кваліфікації персоналу та трудової дисципліни). UA 75873 U (54) СПОСІБ ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАХОДІВ І ЗАСОБІВ З НОРМАЛІЗАЦІЇ ЗАПИЛЕНОСТІ РОБОЧОЇ ЗОНИ ПРИ БУРІННІ СВЕРДЛОВИН У ГРАНІТНОМУ КАР'ЄРІ UA 75873 U UA 75873 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до розроблення та впровадження автоматизованих систем управління запиленістю в галузі охорони праці на гірничих підприємствах. Проведений аналіз показав, що найбільш прийнятними є способи кількісного оцінювання викидів пилу від основних технологічних процесів [Методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. - Новороссийск - ЗАО "НИПИОТСТРОМ" - 2000.-41 с.] і розсіювання пилових забруднень [Pasquill F. Atmospheric diffusion. 2-nd ed. - NJ: John Wiley and Sons, 1975.-298], комбінація яких є найближчим аналогом і була вибраною за прототип. Основними недоліками прототипу є те, що в робочих зонах неглибоких гранітних кар'єрів не забезпечується отримання реальної картини щодо пилової ситуації, оскільки застосовуються суттєві спрощення процесу пиловиділення, а результати розрахунків з використанням прототипу не відповідають прямим замірам концентрацій пилу. У прототипі застосовується двоетапний розрахунок: інтенсивності викидів пилу та його концентрацій в робочій зоні, що не дозволяє оперативно і повністю отримувати опис пилової небезпеки в кар'єрі. Тому, необхідно об'єднати ці два етапи в одну модель оцінки впливу керованих параметрів (технологічні параметри, час, місце виконання робіт) і некерованих (метеорологічні характеристики) на концентрацію пилу в повітрі робочої зони. Крім того, у прототипі застосовуються значення емпіричних коефіцієнтів розсіювання для віддалей від джерела викиду, більших за 100 м, що не враховує специфіку розсіювання пилу в ближній робочій зоні (до 100 м). Це, в свою чергу, вносить суттєву похибку в результати розрахунків концентрацій пилу в робочих зонах і не дозволяє ефективно керувати технологічними процесами в кар'єрі з урахуванням небезпеки забруднення пилом. Технічною задачею, на розв'язання якої спрямовано дану корисну модель, є оперативне визначення пилобезпечних параметрів технологічного процесу буріння (діаметр свердловин, швидкість виходу забрудненого повітря із свердловини та ступінь очистки забрудненого повітря) в залежності від фактичних метеорологічних умов, місця і часу проведення робіт та особливостей розсіювання пилу в робочій зоні свердловини. Вирішення цієї задачі дозволяє встановлювати причини виникнення наднормативних викидів гранітного пилу та визначати заходи і засоби боротьби з конкретною причиною наднормативного запилення робочих зон при бурінні підривних свердловин. Для обґрунтування заходів і засобів, що дозволять підтримувати концентрацію пилу в робочій зоні нижче гранично допустимої, розроблено алгоритм, який, на основі моделі оцінювання впливу керованих і некерованих параметрів, забезпечує визначення концентрацій пилу в атмосферному повітрі в залежності від технологічних параметрів буріння та характеристик метеорологічної обстановки. Структурно алгоритм обґрунтування заходів і засобів з нормалізації запиленості робочої зони при бурінні свердловин складається з трьох блоків: І блок - визначення інтенсивності викидів пилу при бурінні свердловин у гранітному масиві в залежності від технологічних параметрів буріння; IІ блок - розрахунок концентрацій пилу в робочій зоні бурового верстата; III блок - визначення пилобезпечних технологічних параметрів буріння свердловин або організаційних заходів з нормалізації запиленості робочої зони. Алгоритм обґрунтування заходів і засобів з нормалізації запиленості робочої зони при бурінні свердловин реалізовано з використанням програмного забезпечення Microsoft Excel. Задачею, вирішення якої досягається з використанням алгоритму, є визначення заходів і засобів технічного (діаметр свердловин, швидкість виходу забрудненого повітря із свердловини та ступінь очистки забрудненого повітря) та організаційного характеру (пилопригнічення та пилозаглушення, колективні та індивідуальні способи захисту, дотримання дисципліни трудового процесу та регламенту технологічного процесу, своєчасний ремонт обладнання та його обслуговування в часі) для забезпечення концентрацій пилу в робочій зоні, що не перевищують нормативні значення. Спосіб обґрунтування заходів і засобів з нормалізації запиленості робочої зони при бурінні свердловин вирішує задачу пошуку причин виникнення наднормативних викидів пилу при бурінні підривних свердловин в робочій зоні бурового верстата в типовому гранітному кар'єрі. Для реалізації алгоритму використовуються чисельні методи послідовного наближення до раціонального рішення, методи ітерацій, у тому числі метод Ньютона та градієнтні методи. Алгоритм, що є основою способу обґрунтування заходів і засобів з нормалізації запиленості робочої зони при бурінні свердловин у гранітному кар'єрі реалізовано у вигляді "Калькулятора", що є новим для сфери керування безпекою в робочих зонах кар'єру. "Калькулятор" можливо використовувати для оперативного аналізу пилової безпеки в процесі буріння та для вибору найбільш доцільних заходів і засобів для приведення до норми запиленості робочої зони. 1 UA 75873 U 5 10 15 20 Робота з "Калькулятором" полягає в тому, що користувач вводить наступну вхідну інформацію: 1) технічні параметри та метеорологічні характеристики: швидкість виходу повітря із підривної свердловини, діаметр і відстань від свердловини, ступінь очистки, рівень сонячного освітлення та висота джерела викиду, температура, швидкість вітру; 2) тип та строк експлуатації бурового верстата; 3) тип обладнання для очищення забрудненого повітря, що виходить із свердловини; 4) діаметр робочого інструмента бурового верстата; 5) технологія буріння; 6) параметри компресора; 7) кваліфікаційний рівень персоналу. Введення інформації для цієї групи має виконуватися на основі журналів реєстрації інструктажів з питань охорони праці персоналу (вступного, первинного, повторного, позапланового і цільового) та курсів підвищення кваліфікації персоналу. Після введення вхідної інформації користувач отримує фактичні значення концентрації гранітного пилу в повітрі робочої зони (Ср.з.) і значення максимально безпечної інтенсивності викиду пилу (Qм.б.), а також ранжований перелік технологічних і метеорологічних параметрів, що є причиною наднормативних викидів гранітного пилу в робочій зоні бурового верстата. Для виклику "Рекомендацій та заходів зі зниження запиленості" в кар'єрі, користувач натискає на "кнопку" "Рекомендації" або наводить курсив "мишки" на відповідну "комірку" з критерієм. Після чого виводяться заходи і засоби для зниження запиленості повітря в робочій зоні (див. таблицю). Таблиця Результати розрахунків "Калькулятора" 25 В таблиці наведено результати розрахунків для визначення показника вагомості причин виникнення наднормативних викидів гранітного пилу в типовому кар'єрі Житомирської області при бурінні підривних свердловин, яка визначається в залежності від технологічних параметрів процесу буріння (діаметр свердловин, швидкість виходу забрудненого повітря із свердловини та ступінь очистки забрудненого повітря) та некерованих параметрів (метеорологічні 2 UA 75873 U 5 10 характеристики). Отримані в результаті роботи "Калькулятора" значення характеризують показник вагомості причин виникнення наднормативного викиду пилу, який змінюється від 0 до 1. Вибір заходів і засобів починається з "комірки" в таблиці, в якій значення показника вагомості найбільше. У нашому випадку найбільше значення має "комірка" - "Технічні параметри та метеорологічні характеристики", в якій наведено рекомендації щодо вибору місця проведення процесу буріння та регулювання кількості одночасно працюючих верстатів. Якщо наведені рекомендацій та заходи зі зниження запиленості не можна реалізувати з тієї чи іншої причини, то переходимо до наступного по значимості показника вагомості 0,64 ("Технологія буріння"). Дослідне використання розробленого способу довели його надійність та доцільність впровадження. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 Спосіб обґрунтування заходів і засобів з нормалізації запиленості робочої зони при бурінні свердловин у гранітному кар'єрі, що включає буріння свердловин, контролювання виділення дрібнодисперсного пилу із свердловин і запилення робочої зони з використанням розрахункових методів оцінювання інтенсивності виділення пилу із свердловини в залежності від робочих параметрів процесу буріння і визначення концентрації його в робочій зоні, який відрізняється тим, що застосовують оперативно визначені пилобезпечні параметри технологічного процесу буріння (діаметр свердловин, швидкість виходу забрудненого повітря із свердловини та ступінь очистки забрудненого повітря) в залежності від фактичних метеорологічних умов, місця і часу проведення робіт та особливостей розсіювання пилу в робочій зоні свердловини, а у випадку неможливості отримати нормативні значення концентрації пилу шляхом зміни технологічних параметрів визначають додаткові заходи і засоби (застосування колективних і індивідуальних заходів захисту, підвищення рівнів кваліфікації персоналу та трудової дисципліни). Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3