Обоснование безопасных условий работы горнотранспортных машин с двигателями внутреннего сгорания по фактору выделения загрязняющих веществ

Широкое применение горнотранспортного оборудования с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) определяется необходимостью интенсификации процессов, связанных с добычей полезных ископаемых. Несмотря на очевидные преимущества этого оборудования, его использование приводит к появлению ряда негативных факторов, снижающих безопасность персонала, обслуживающего машины с ДВС, или находящегося от них в непосредственной близости. К этим факторам относятся выбросы содержащихся в выхлопных газах загрязняющих веществ, которые могут приводить к превышению концентраций вредных веществ в воздухе предельно-допустимых значений. Нормализация химических параметров рудничного воздуха достигается за счет подачи в выработки, где находятся машина с ДВС, необходимого количества воздуха. Его величина зависит от многих факторов: экологического стандарта машин с ДВС, срока их эксплуатации, мощности двигателя, режима работы машин с ДВС, конструктивных параметров оборудования, скорости его движения по выработкам и т.п. Рассмотрена задача определения количества воздуха, подаваемого в горную выработку, для разбавления вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах, до величин, обеспечивающих в воздухе концентрации оксида углерода и окислов азота (в пересчете на диоксид азота), регламентируемые Федеральными нормами и правилами безопасности. Для установления величины выбросов загрязняющих веществ в натурных условиях осуществлен комплекс экспериментальных исследований, включавших измерения расхода выхлопных газов, их температуры и объемной концентрации в них оксида углерода и оксидов азота. Эти величины использованы для расчетов весовой характеристики выбросов загрязняющих веществ и последующего определения количества воздуха, необходимого для их разбавления до допустимых концентраций.

Ключевые слова: рудничный воздух, шахтные автосамосвалы с дизельным приводом, выхлопные газы, термодинамические параметры, концентрация загрязняющих веществ, натурные измерения, каталитический нейтрализатор.
Как процитировать:

Серегин А. С., Фазылов И. Р., Прохорова Е. А. Обоснование безопасных условий работы горнотранспортных машин с двигателями внутреннего сгорания по фактору выделения загрязняющих веществ // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 11. – С. 37–51. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_11_0_37.

Благодарности:

Исследование выполнено за счет субсидии на выполнение государственного задания в сфере научной деятельности на 2021 год № FSRW-2020-0014.

Номер: 11
Год: 2022
Номера страниц: 37-51
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.41
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_11_0_37
Дата поступления: 25.10.2021
Дата получения рецензии: 09.03.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.10.2022
Информация об авторах:

Серегин Александр Сергеевич1 — канд. техн. наук, доцент, e-mail: seregin_as@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-2897-8604,
Фазылов Ильдар Робертович1 — аспирант, e-mail: Fazylovir@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-7975-9471,
Прохорова Елизавета Александровна1 — аспирант, e-mail: prokhorovaea96@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-5018-1773,
1 Санкт-Петербургский горный университет.

 

Контактное лицо:

Серегин А.С., e-mail: seregin_as@pers.spmi.ru.

Список литературы:

1. Соколов Э. М., Качурин Н. М. Углекислый газ в угольных шахтах. — М.: Недра, 1987. — 141 с.

2. Sobamowo M. G. Mathematical models for the prediction of the effects of carbon-monoxide on human health under continuous and periodic exposures // Annals of the Faculty of Engineering Hunedoara. 2018, vol. 16, no. 2, pp. 157—164.

3. Benbrahim-Tallaa L. Carcinogenicity of diesel-engine and gasoline-engine exhausts and some nitroarenes // The Lancet Oncology. 2012, vol. 13, no. 7, pp. 663—664. DOI: 10.1016/ s1470-2045(12)70280-2.

4. Окасов Д. Т. Количество вентиляционного воздуха для снижения концентраций токсичных компонентов выхлопа машин с ДВС до ПДК в рудничном воздухе // Вестник ВКГТУ. Геология, горное дело, металлургия. — 2007. — № 2. — С. 21—27.

5. Левин Л. Ю., Зайцев А. В., Гришин Е. Л., Семин М. А. Расчет количества воздуха по содержанию кислорода для проветривания рабочих зон при применении машин с двигателями внутреннего сгорания // Безопасность труда в промышленности. — 2015. — № 8. — С. 43—46.

6. Гендлер С. Г., Борисовский И. А. Управление аэродинамическими процессами при разработке золоторудных месторождений открытым способом // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2. — С. 99—107. DOI: 10.25018/0236-14932021-2-0-99-107.

7. Гендлер С. Г., Борисовский И. А. Оценка влияния температурных условий на естественную вентиляцию глубоких карьеров Арктической зоны // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 2. — С. 218–227. DOI: 10.21177/1998-4502-202214-2-218-227.

8. Зиновьева О. М., Кузнецов Д. С., Меркулова А. М., Смирнова Н. А. Цифровизация систем управления промышленной безопасностью в горном деле // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2-1. — С. 113–123. DOI: 10.25018/02361493-2021-21-0-113-123.

9. Grigorev E., Nosov V. Improving quality control methods to test strengthening technologies: a multilevel model of acoustic pulse flow // Applied Sciences. 2022, vol. 12, no. 9, article 4549. DOI: 10.3390/app12094549.

10. Kurnia J. C., Sasmito A. P., Wong W. Y., Mujumdar A. S. Prediction and innovative control strategies for oxygen and hazardous gases from diesel emission in underground mines // Science of the Total Environment. 2014, vol. 481, pp. 317—334. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2014. 02.058.

11. Noll J. D., Patts L., Grau R. The effects of ventilation controls and environmental cabs on diesel particulate matter concentrations in some limestone mines / Proceedings of the 12th US/ North American Mine Ventilation Symposium. 2008, pp. 9—11.

12. Jundika C. K., Agus P. S., Wai Y. W., Arun S. M. Prediction and innovative control strategies for oxygen and hazardous gases from diesel emission in underground mines // Science of the Total Environment. 2014, vol. 481, pp. 317—334.

13. Kabanov E. I., Korshunov G. I., Magomet R. D. Quantitative risk assessment of miners injury during explosions of methane-dust-air mixtures in underground workings // Journal of Applied Science and Engineering. 2020, vol. 24, no.1, pp. 105—110. DOI: 10.6180/ jase.202102_24(1).0014.

14. Zinurov V. E., Nikandrova M. V., Kharkov V. V. Assessment of thermal storage technologies in energy sector / Ural Smart Energy Conference (USEC 2020). 2020, pp. 68—71.

15. Halim A. Ventilation requirements for diesel equipment in underground mines-Are we using the correct values / 16th North American Mine Ventilation Symposium. Golden, Colorado. 2017, pp. 1—7.

16. Haney R. A. Ventilation requirements for modern diesel engines / Nort American Mine Ventilation Symposium, Salt Lake City, Utah, USA, 2012, pp. 249—256.

17. Bugarski A. D. Diesel aerosols and gases in underground mines; guide to exposure assessment and control. Pittsburgh: PA. 2011, pp. 159.

18. Коршунов Г. И., Еремеева А. M., Дребенштедт К. Обоснование применения растительной добавки к дизельному топливу в качестве способа защиты подземного персонала угольных шахт от воздействия вредных выбросов дизель-гидравлических локомотивов // Записки Горного института. — 2021. — Т. 247. — C. 39—47. DOI: 10.31897/PMI.2021.1.5.

19. Семин М. А., Гришин Е. Л., Левин Л. Ю., Зайцев А. В. Автоматизированное управление вентиляцией шахт и рудников. Проблемы, современный опыт, направления совершенствования // Записки Горного института. — 2020. — Т. 246. — С. 623—632. DOI: 10.31897/PMI.2020.6.4.

20. Sudarikov S., Narkevsky E., Petrov V. Identification of two new hydrothermal fields and sulfide deposits on the mid-atlantic ridge as a result of the combined use of exploration methods: methane detection, water column chemistry, ore sample analysis, and camera surveys // Minerals. 2021, vol. 11, no. 7, pp. 726. DOI: 10.3390/min11070726.

21. Смирняков В. В., Фьен Н. М. Обоснование методики аэрологической оценки метаноопасности при проведении подготовительных выработок на шахтах Вьетнама // Записки Горного института. — 2018. — Т. 230. — С. 197—203. DOI: 10.25515/PMI.2018.2.197.

22. Николаев А. В., Файнбург Г. З. Об энергои ресурсосберегающем проветривании подземных горных выработок // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2015. — № 14. — С. 92—98.

23. Tier 3 motor vehicle emissions and fuel standards, Federal Register. 2015, vol. 80, no. 33.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.