Транспортных машин

Экологические проблемы при эксплуатации

Автомобильные дороги занимают первое место в балансе пылевыделения по всем карьерным источникам. При движении автосамосвалов на сухой щебеночной дороге интенсивность образования пыли доходит до 3000–7000 мг/с.

При работе автомобильного и железнодорожного транспорта (тепловозы) загрязнение атмосферы карьера происходит также из-за выбросов вредных веществ при работе двигателей внутреннего сгорания (табл. 5.10). При этом в атмосферу с отработанными газами поступают аэрозольные и газообразные компоненты.

Наиболее опасными из газообразных выбросов являются нормируемые вредные вещества: оксиды азота NO_X в пересчете на NO₂; оксид углерода – СО; углеводороды СН – пары несгоревшего топлива и смазочного масла; частицы – твердый фильтрат (углерод) С и аэрозоли несозревшего топлива и смазочного масла. К ненормируемым вредным веществам относятся оксиды серы SO_X – сумма SO₂ и SO₃ в пересчете на SO₂.

В работе дизельных двигателей автосамосвалов и локомотивов могут быть выделены три режима:

- холостой ход: а) для автомобиля и тепловоза – при погрузке, ожидании и на спуске; б) для дизель-троллейвоза и тягового агрегата то же, а также при движении под контактной сетью;

Таблица 5.10. Удельные выбросы основных вредных веществ дизельными двигателями, кг/ч (по К.Н. Трубецкому и В.В. Хронину)

Тяговые агрегаты (тепловоз, автосамосвал)	Вредное вещество	Режим работы транспортного средства
Холостой ход	40% мощности	Максимальная мощность
Локомотив:
ОПЭ-1	СО NOX сн с	0,442 0,383 0,081 0,027	1,603 6,105 0,642 0,208	2,714 10,829 1,085 0,353
ТЭМ-7, ТЭМ-7А	со NOX СН с	0,424 0,313 0,034 0,011	1,508 6,139 0,603 0,193	2,574 10,666 1,07 0,347
Автосамосвал:
БелАЗ-7540 (30 т)	со NOX СН С	0,16 0,115 0,044 0,005	0,219 0,963 0,087 0,024	0,519 1,767 0,161 0,052
БелАЗ-7548 (42 т)	СО NOX СН с	0,19 0,13 0,052 0,009	0,261 1,148 0,104 0,034	0,617 2,105 0,192 0,052
БелАЗ-7549 (80 т)	со NOX СН с	0,371 0,254 0,098 0,017	0,488 2,148 0,195 0,053	0,895 3,398 0,358 0,116
БелАЗ-7512 (120 т)	со NOX СН С	0,494 0,363 0,121 0,023	1,081 2,66 0,242 0,079	1,108 4,876 0,443 0,144
БелАЗ-5215 (180 т)	СО NOX СН с	0,874 0,642 0,214 0,069	1,413 4,706 0,427 0,139	1,961 8,605 0,804 0,255

- полное использование мощности двигателя: а) для автомобиля и тепловоза – при движении на подъем и при движении груженого автомобиля (поезда) по горизонтальным и пологим участкам трассы в забое и на отвале; б) для дизель-троллейвоза и тягового агрегата – при движении груженого дизель-троллейвоза (поезда) по горизонтальным и пологим участкам в забое и на отвале;

- частичное (приблизительно 50 %-е) использование мощности двигателя – при движении всех видов автомобилей и локомотивосоставов по горизонтальным участкам трассы в порожнем состоянии и при разгрузке.

Доля времени работы на каждом из режимов приведена в табл. 5.11.

Таблица 5.11. Распределение времени работы двигателей транспортных средств при различных нагрузочных режимах (по К.Н. Трубецкому и В.В. Хронину)

Тяговый агрегат, тепловоз или автосамосвал	Режим работы транспортного средства, %
Холостой ход	20–30 % мощности (частичная нагрузка)	Максимальная мощность
ОПЭ-1 ТЭМ-7, ТЭМ-7А Автосамосвалы	55–60 45–50 37–40	20–23 42–45 13–15 (при 50 % мощности)	20–22 8–12 50–45

Интенсивность пылеобразования при работе автомашин зависит от скорости движения, грузоподъемности, а также от состояния дороги, материала верхнего покрытия (табл. 5.12). Запыленность воздуха в зоне автодороги может достигать десятков и сотен миллиграммов на 1 м³. Для уменьшения выделения пыли на карьерных автодорогах производят их гидрообеспыливание водой и вяжущими средствами (табл. 5.13).

Таблица 5.12. Удельное выделение пыли, кг/км, на автодорогах при движении автосамосвалов (по К.Н. Трубецкому и В.В. Хронину)

Модель автосамосвала (БелАЗ)	Дорожное покрытие
Щебеночное	Грунтощебеночное и грунтогравийное	Грунтовое на отвале	Грунтовое в забое
	0,73/0,36*	0,92/0,53	1,3/0,71	1,59/0,9
	0,86/0,42	1,08/0,61	1,53/0,85	1,87/1,06
	1,01/0,59	1,28/0,72	1,8/1,01	2,2/1,26
	1,41/0,79	1,94/0,99	2,66/1,38	3,29/1,71
	2,2/1,04	2,74/1,31	3,85/1,84	4,73/2,25

* В числителе указано удельное выделение угольной пыли, в знаменателе – породной

Длительное пребывание в запыленной и загазованной атмосфере приводит к заболеваниям и экономическим потерям вследствие возрастания расходов на электрическое освещение, повышения аварийности автотранспорта в связи с ухудшением микроклиматических условий.

Таблица 5.13. Эффективность средств пылегазоподавления для различного оборудования и процессов

Источники выделения вредных веществ	Способы пылегазоподавления	Эффективность пылегазоподавления
Бурение	Сухое пылеулавливание Водяное пылеподавление	0,95–0,97 0.95–0,97
Взрывание	Гидрообеспыливание (поливочные машины, оросительно-вентиляционные установки) Гидрозабойка: газоподавление (NOX) пылеподавление	0,85–0,9   0,35–0,5 0,55–0,6
Экскавация	Увлажнение отбитой горной массы Предварительное увлажнение массива	0,8–0,85   0,8–0,85
Транспорт:
автомобильный	Гидрообеспыливание автодорог: водой вяжущими Гидрообеспыливание узлов разгрузки Нейтрализация ОГ каталитическими нейтрализаторами: оксид углерода углеводороды альдегиды	0,65–0,9 0,9–0,98   0,85–0,9     до 0,75 до 0,70 до 0,80
конвейерный	Системы сухого обеспыливания Системы орошения, пеногенераторы	0,75–0,8 0,85–0,9
железнодорожный	Система гидрообеспылнвания Системы орошения	0,85–0,9 0,97–1,0
Поверхность отвала	Орошение латексами Гидрообеспыливание	0,85–0,9 0,85–0,9

Загрязнение атмосферы происходит в результате сдувания пыли с поверхности транспортируемого материала (табл. 5.14).

Площадь поверхности перевозимого материала зависит от размеров кузова транспортных средств.

Таблиц 5.14. Удельная масса твердых частиц, сдуваемых с 1 м² поверхности горной массы, г/ при транспортировании на 1 км

Вид транспорта	Транспортируемый материал
уголь	вскрышная порода
Автомобильный Железнодорожный	4,5–9 6,5–12	3–6 4–7

Для снижения пылевыделения на карьерных дорогах применяют орошение их водой, обработку поверхности различными эмульсиями. Поливка дорог водой – простой, но малоэффективный способ. Срок его действия составляет 30–120 мин. Более эффективна посыпка гранулированным хлористым кальцием. На Сорском карьере при обработке дорог смесью хлористого кальция и поваренной соли с расходом 0,3–0,5 кг/м² пылевыделение в пределах допустимых концентраций сохранялось в течение 30–40 дней. Эффективна также двойная поливка растворами сульфитно-спиртовой барды (ССБ): первый раз из расчета 0,65 кг/м² н повторно (через 15–25 дней) – с расходом ССБ 0,25–0,30 кг/м². После этого пылевыделение практически отсутствует в течение 1–1,5 мес. Хорошие результаты обеспечивает орошение дорог битумными и нефтяными эмульсиями типа «Универсин», «Северин», «Ниогрин» (содержание битума или дегтя 1,5–5 %, расход эмульсии 1,2–2 кг/м², периодичность – 10–15 поливов за сезон) [41]. Для этой цели используют поливомоечные машины или гудронаторы (табл. 5.15).

Снижение пылевыделения при разгрузке на отвале достигают гидроорошением, используя гидромониторы, смонтированные на специальных вагонах или специальные дождевые установки типа «Орошение».

Уменьшению содержания вредных газов в атмосфере карьера способствует искусственное проветривание карьеров, тщательная регулировка топливной аппаратуры автомобилей, улучшение процесса сгорания топлива, использование газоочистителей – нейтрализаторов выхлопных газов. Положительное влияние оказывает также внедрение поточной или циклично-поточной технологии, так как конвейерный транспорт и скиповой подъем обладают более высокими санитарно-гигиеническими показателями по сравнению с автотранспортом.

Таблица 5.15. Способы и параметры применения пылесвязывающих веществ на автодорогах

Условия применения	Рекомендуемые вещества для пылеподавления	Способ применения	Расход на 1 м^2покрытия, кг	Срок службы разовой обработки, сут. (ориентировочно)
Положительная температура воздуха, малое или умеренное количество осадков	Универсин-Л (летний)	Пропитка или поверхностная обработка разрыхленного сухого дорожного покрытия с последующей укаткой	0,7–2	10–30
Лигносульфонаты	Поверхностная обработка спрофилированной дороги с последующей укаткой*	1,5–3	До 20
Смесь воды, лигносульфонатов (5–10 % масс.) и полиакриламида (0,2–0,5 % масс.)	Орошение спрофилированной и увлажненной поверхности дороги с последующей обработкой 0,2–0,5 %-ным растворов полиакриламида и укаткой		5–10
Лигнодор	Поверхностная обработка спрофилированной дороги с последующей укаткой	2–2,2	До 45
Битумные эмульсии ЭБА-3	Поверхностная обработка очищенной от слоя пыли, спланированной и увлажненной поверхности дороги с последующей россыпью песка или мелкого щебня	0,8–1,5	До 30
Глина	Занесение на подготовленное полотно слоя сухой глины с последующим периодическим (1 раз в смену) увлажнением ее водой Нанесение на подготовленное полотно глинистой суспензии с последующим периодическим (2 раза в смену) увлажнением ее водой	50–80 16–18   глины (40–50 л суспензии)	7–15 6–10

Продолжение табл. 5.15

	Битумы СГ, МГ, МГО (40/70)	Пропитка разрыхленной поверхности сухой дороги с последующей укаткой	0,7–2	10–30
Гигроскопические соли	Орошение поверхности дороги	0,8–2,5	5–15
Положительная температура воздуха, большое количество осадков	Универсин-В (высоковязкий)	Пропитка разрыхленной поверхности сухой дороги с последующей укаткой, либо неразрыхленной поверхности с последующей россыпью мелкого щебня и укаткой	1,5–2,5	20–30
Битумы СГ, МГ, МГО (70/130)	Устройство дорожных одежд способом смешения на дороге	7–8	40–60
Низкая отрицательная температура, малое количество осадков	Универсин-С	Поверхностная обработка разрыхленной (при необходимости) поверхности дороги с последующей укаткой	1–2	5–15
Отрицательная температура, большое количество осадков	Гигроскопические соли	Внесение в поверхностный слой проезжей части дороги с последующей укаткой и перемешиванием	2,5–3,5

* Возможно устройство дорожных одежд способом смешения на дороге.

Дата добавления: 2014-10-31