МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЕТУ НЕОРГАНИЗОВАННЫХ ВЫБРОСОВ ПЫЛИ И
ВРЕДНЫХ ГАЗОВ В АТМОСФЕРУ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ НА
КАРЬЕРАХ ГОРНО-ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
СОГЛАСОВАНЫ начальником Управления нормирования и надзора за выбросами в природную среду Госгидромета В. Антоновым 02.09.1987 г., зам. директора ГГО им. А.И. Воейкова А.С. Зайцевым 25.05.1987 г.
УТВЕРЖДЕНЫ заместителем начальника Управления по охране труда и техники безопасности Минудобрений СССР В.Н. Сениным 08.10.1987 г.
АННОТАЦИЯ
Отраслевые методические указания разработаны в соответствии с программой по решению научно-технической проблемы 0.85.04 (этап 03.07.13), утвержденной постановлением Государственного комитета СССР по науке и технике и Госплана СССР от 22.12.80 № 526/260, и уточнением к ней от 29.12.81 № 515/271.
Методические указания предназначены для горных предприятий Минудобрений СССР с открытым способом разработки. В них дана краткая характеристика взрывов как источника загрязнения атмосферы, изложены принципы организации контроля выбросов вредных веществ в атмосферу при взрывных работах, приведены формулы для расчета основных параметров образующегося при взрыве пылегазового облака и количества взрывных веществ, выносимых воздушными потоками за пределы карьеров.
Настоящие методические указания составили: кандидаты технических наук В.П. Павлов, Л.А. Гольденштейн, Ю.Д. Гуревич.
В основу настоящих указаний положены "Отраслевые методические указания по определению количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу при взрывных работах в угольных разрезах" (Минуглепром СССР, ВНИИОСуголь, 1984) [1], откорректированные применительно к условиям горных предприятий Минудобрений СССР. Кроме того, в методических указаниях использованы результаты исследований институтов ВНИИБТГ Минчермета СССР и НИИРудвентиляция.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие методические указания предназначены для расчетов:
- основных параметров пылегазового облака, образующегося при взрывах в карьерах горно-химического сырья;
- количества вредных веществ, выбрасываемых при взрывах в атмосферу за пределы карьеров.
1.2. Требования настоящих методических указаний обязательны для всех предприятий и организаций Минудобрений СССР, осуществляющих эксплуатацию и проектирование карьеров по добыче горно-химического сырья.
2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЗРЫВОВ КАК ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ. ПЕРЕЧЕНЬ ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
2.1. Загрязнение атмосферного воздуха при взрывных работах в карьерах происходит за счет пыли и вредных газов, образующихся при взрывах, и выделения газов из взорванной горной массы.
2.2. При планировании и отчетности по охране атмосферного воздуха на действующих карьерах взрывы следует рассматривать как единый источник.
2.3. При расчетах рассеивания в атмосфере вредных выбросов из карьеров пылегазовое облако и взорванную горную массу следует рассматривать как два самостоятельных источника загрязнения атмосферы.
Пылегазовое облако - мгновенный залповый неорганизованный выброс пыли и нагретых газов, включая окись углерода и окислы азота.
Взорванная горная масса - постоянно действующий в течение периода ее экскавации источник неорганизованных выбросов окислов углерода и азота.
2.4. Для проведения расчетов рассеивания в атмосфере пылегазового облака необходимо определить его основные параметры, включая объем, высоту подъема, температуру, концентрацию в нем вредных веществ и их валовое количество.
3. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО КОНТРОЛЮ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ПРИ ВЗРЫВАХ
3.1. В связи с тем, что современные методы экспериментального определения параметров пылегазового облака и концентрации в нем вредных веществ трудоемки и требуют привлечения одновременно значительного количества людей и сложного оборудования, отраслевой контроль выбросов вредных веществ в атмосферу при взрывах рекомендуется проводить расчетным способом.
3.2. Исходными данными для расчетов вредных выбросов при взрывах являются:
- количество взрывчатых веществ (ВВ) по типам;
- объем взорванной горной массы;
- тип пород.
Исходные данные извлекаются из отчетов о движении взрывчатых материалов по расходным складам ВВ предприятий и типовых проектов буровзрывных работ. Кроме того, могут использоваться данные разовых проектов массовых взрывов.
3.3. Контроль выбросов вредных веществ в атмосферу при взрывах в карьерах осуществляется санитарно-промышленными лабораториями предприятий.
3.4. Периодичность проведения контрольных отсчетов определяется сроками заполнения форм статистической отчетности 2-ТП (воздух) ЦСУ СССР. По требованию контролирующих органов расчеты могут проводиться и в другие сроки. При этом может устанавливаться не только суммарное количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ за соответствующий период (квартал, год) в т/год, но и максимальное количество выбросов от наиболее мощного в этом периоде взрыва в кг.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЫЛЕГАЗОВОГО ОБЛАКА
4.1. Расчет основных параметров пылегазового облака производится на момент его максимального развития при сохранении достаточно четких очертаний.
4.2. Объем пылегазового облака (V0), рассчитывается по эмпирической формуле:
|
V0 = 44000∙A1,08, м3, |
(4.1) |
где A - количество взорванного взрывчатого вещества, т.
Примечание: расчет V0 может быть осуществлен по упрощенным формулам:
|
при A ≤ 3 т V0 = 47890(A-0,062), |
(4.2) |
|
при 3 т< A ≤ 30 т V0 = 57580(A-0,62), |
(4.3) |
|
при A > 300 т V0 = 69220(A-6,2), |
(4.4) |
4.3. Высота подъема пылегазового облака (H0) определяется следующим образом:
|
H0 = в∙(164 + 0,258A), м, |
(4.5) |
где в - безразмерный коэффициент, учитывающий глубину схватывания (при глубине до 15 м в = 1; при более глубоких скважинах в = 0,8)
4.4. Температура газов в облаке (Т0) рассчитывается по формуле:
|
T0 = Tв + ΔT, °С, |
(4.6) |
где Tв - температура окружающего воздуха, °С
ΔT - перегрев пылегазового облака относительно окружающего воздуха, °С (определяется по таблице 4.1)
Таблица 4.1
Значение ΔT в зависимости от количества взорванного взрывчатого вещества
|
A, т |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
ΔT, °С |
0,40 |
0,60 |
0,97 |
1,40 |
1,79 |
2,24 |
2,62 |
3,44 |
4,09 |
4,80 |
4.5. Значения относительных погрешностей при определении объема пылегазового облака и высоты его подъема составляют до 10 %, температуры - не более 5 %.
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПЫЛЕГАЗОВОМ ОБЛАКЕ
5.1. Концентрация вредного вещества в пылегазовом облаке С определяется по формуле:
где g - удельное выделение вредного вещества при взрыве 1 т ВВ, т/т,
r - эффективность применяемых при взрыве средств пылегазоподавления, %.
Значения g для пыли принимается по приложению 1 (данные приведены по работе [4]); значения g для окиси углерода и окислов азота приведены в приложении 2. Рекомендуемые значения показателей удельного выделения газообразных вредных веществ определены по данным Б.Д. Росси [6], обработанным методом интерполяции с учетом влияния кислородного баланса применяемых ВВ и крепости взрываемых пород по материалам работы [5]. В графу "горные породы" таблицы приложения 2 включены дополнительно (к данным Б.Д. Росси) разновидности пород, представленные на месторождениях горно-химического сырья - по аналогии химико-минералогического состава.
Значения r приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Показатели эффективности технических средств по пылеподавлению
|
Название мероприятий |
Значения коэффициента r, % |
|
1. Гидрогелевая забойка скважин |
44 |
|
2. Внешняя гидрозабойка |
53 |
|
3. Внутренняя гидрозабойка |
50 |
|
4. Комбинация внешней и внутренней гидрозабойки |
89 |
|
5. Отсутствие пылеподавления |
0 |
6. РАСЧЕТ ВАЛОВЫХ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ
6.1. Расчет валовых выбросов при взрывах осуществляется для каждого вредного вещества отдельно.
6.2. Для конкретного взрыва расчет количества вредного вещества, выбрасываемого с пылегазовым облаком за пределы карьера, производится по формуле:
где k - безразмерный коэффициент, учитывающий гравитационное оседание вредного вещества в пределах карьера; принимается равным для пыли 0,16; для газов - 1 [1].
С учетом формулы (5.1) выражение (6.1) может быть представлено:
|
|
(6.2) |
6.3. Количество выделяющейся после взрыва из горной массы окиси углерода Mг следует принимать равным 0,5 от ее выброса с пылегазовым облаком [1], т.е.
|
|
(6.4) |
Для пыли и окислов азота выделение из горной массы следует принимать равным 0 [1].
6.4. Для выполнения расчетов валовых выбросов при планировании воздухоохранных мероприятий и составлении статистической отчетности по охране атмосферного воздуха следует использовать формулу (6.5):
где ∑М - годовой выброс вредного вещества, т;
а - коэффициент, учитывающий выделение вредного вещества из взорванной горной массы; для окиси углерода равен 1,5; для пыли и окислов азота - 1;
Аг - годовой расход ВВ, т;
Ам - расход ВВ, взорванных с применением мер по пылеподавлению, т/год.
7. ПРИМЕР РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ ПЫЛИ И ГАЗОВ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ
7.1. Исходные данные - условия ПО Эстонфосфорит:
- тип взрываемых пород - известняк
- масса ВВ на взрыв - 20 т
- тип ВВ - зерногранулит 50/50
- крепость взрываемых пород - 8 - 10
- объем взрываемых пород - 43500 м3
- глубина скважин - до 15 м
- средний удельный расход ВВ - 0,46 кг/м3
- годовой расход ВВ - 2052 т
7.2. Объем пылегазового облака составит (формула 4.1):
V0 = 44000∙201,08 = 1117000 м3.
7.3. Концентрация пыли в облаке определится по формуле (5.1) при r = 0 и g = 0,064 т/т:
7.4. Выброс пыли от одного взрыва рассчитывается по формуле (6.1):
Выброс пыли в атмосферу с учетом гравитационного оседания в пределах карьера составит:
k∙1,28 т = 0,16∙1,28 т = 0,205 т .
7.5. Годовой выброс пыли в атмосферу при взрывных работах определяется по формуле (6.5):
|
a = 1 |
k = 0,16 |
g = 0,064 т/т |
|
|
Аг = 2502 т |
Ам = 0 |
r = 1 |
|
М = 1∙0,16∙0,064∙2502 = 25,5 т.
7.6. Общее выделение газообразных вредных веществ при взрыве (с пылегазовым облаком и из взорванной горной массы) определяется по формуле:
При зерногранулите 50/50 по приложению 2 (строчка 2)
g
0,035 т/т; g 0,00156
т/т
= 1,5∙0,035∙20 = 1,05 т
= g∙A = 0,00156 20
= 0,0312 т.
7.7. Годовой выброс газообразных вредных веществ на карьерах "Эстонфосфорит" составит:
- окиси углерода = 1,5∙0,035∙2502 = 131,35
т;
- окислов азота = 1∙0,00156∙2502 = 3,303
т.
Приложение 1
Показатели удельного выделения пыли при взрыве 1 т ВВ
|
Руды и породы |
Крепость по Протодьяконову |
Высота уступа, м |
Длина забойки, м |
Удельный расход ВВ, кг/м3 |
Кол-во пыли, приходящейся на 1 м2 породы (руды), кг/м3 |
Удельный показатель выделения пыли на 1 т ВВ, т/т |
|
1. Осадочные породы (сланцы, безрудные роговики, алевролиты, песчаники, известняки, глинистые гипсы, фосфориты месторождений платформенного типа) |
6 - 8 |
24 |
10 - 15 |
0,37 |
0,035 |
0,0945 |
|
5 - 6 |
10 |
4,5 |
0,5 |
0,032 |
0,064 |
|
|
6 - 8 |
24 |
14 - 16 |
0,55 |
0,029 |
0,526 |
|
|
7 - 8 |
15 |
6 |
0,6 |
0,066 |
0,110 |
|
|
6 - 8 |
15 |
6 |
0,8 |
0,033 |
0,0413 |
|
|
2. Метаморфические породы, магнетитовые роговики, фосфориты, апатитовая руда, рисчорриты, датолитовая руда, силикатно-магнетитовые роговики |
15 - 17 |
14 |
5,0 |
0,84 |
0,027 |
0,0322 |
|
8 - 10 |
24 |
4 |
0,5 |
0,032 |
0,064 |
|
|
10 - 12 |
12 |
3,0 |
0,72 |
0,042 |
0,0583 |
|
|
17 - 20 |
15 |
- |
0,75 |
0,081 |
0,108 |
|
|
10 - 12 |
24 |
10,5 |
0,74 |
0,092 |
0,1243 |
|
|
17 - 20 |
15 |
3,0 |
1,08 |
0,160 |
0,148 |
|
|
13 - 14 |
15 |
3,4 |
0,71 |
0,17 |
0,240 |
Приложение 2
|
Горная порода |
Окись углерода / окислы азота, т/1 т ВВ |
|||
|
Гранулиты, бестротиловые взрывн. смеси с кислородн. балансом (+0,3 %) - (+1,4 %) |
Граммонит 79/21; 82/18, аммонит N 6 ЖВ, кислородный баланс 0 - (+0,3 %) |
Граммониты 30/70; 50/50; кислородный баланс (-45 %) - (-48 %) |
Гранулотол, аммотол кислородный баланс (-74%) - (-76,2 %) |
|
|
1. Фосфоритосодержащие породы (апатитовые руды, рисчорриты, уртиты, фосфориты "Каратау") |
0,013/0,0014 |
0,015/0,0013 |
0,019/0,00013 |
0,0215/0,00008 |
|
2. Джеспалиты, кварцево-альбитовые порфириты, известняки, алевриты |
0,0225/0,00293 |
0,025/0,0026 |
0,035/0,00156 |
0,044/0,0015 |
|
3. Сланцы, гипсы |
0,0036/0,008 |
0,004/0,007 |
0,0065/0,0032 |
0,0071/0,0017 |
|
4. Полиметаллические руды, датолитовые породы (руды) |
0,0042/0,0036 |
0,006/0,0036 |
0,030/0,002 |
0,0374/0,0009 |
СОДЕРЖАНИЕ