Чурюкина С.В. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ И РАБОЧИХ МЕСТ Цель работы: - изучить методы и приборы пылевого контроля; - научить студента определять концентрацию пыли в воздухе весовым методом и эффективность улавливания пыли фильтрами. Задачи работы: в результате выполнения работы студент должен получить навыки: - правильно определять концентрацию пыли в воздухе весовым методом; - определять эффективность работы средств пылеподавления и защиты органов дыхания от пыли с помощью фильтрующих материалов. 1. Общие положения В рудниках, шахтах и на карьерах пыль образуется при бурении шпуров и скважин, отбойке и разрушении горных пород и полезного ископаемого, погрузке, транспортировке, а также при измельчении и обогащении полезного ископаемого. Производственная пыль как профессиональная вредность (вредный производственный фактор) оказывает вредное воздействие на кожу, глаза, органы дыхания человека, вызывая при своем проявлении дерматиты (дерматозы), конъюнктивиты, пылевые бронхиты и пневмокониозы. Длительное вдыхание ядовитых пылей может привести к острым и хроническим отравлениям. Пылью называют мелкодисперсную фракцию горных пород размером 0-70 мкм. Наиболее опасна пыль дисперсностью 0,1-5 мкм, которую называют респирабильной. Такая пыль не задерживается в верхних дыхательных путях человека и глубоко проникает в легкие. Наибольшую опасность для здоровья человека представляет пыль, содержащая свободную двуокись кремния или кварц, химическая формула которого SiO2. Растворенная двуокись кремния (кремниевая кислота H2SiO3) агрессивно действует на легочную ткань, сокращая ее дыхательную поверхность. Исследованиями установлено, что степень опасности воздействия на человека пылевого фактора зависит от количества пыли, проникшей в организм, ее физико-химических свойств и дисперсного состава. В связи с этим в нашей стране установлены нормы предельно допустимых концентраций пыли в воздухе рабочей зоны, при которых у рабочего на протяжении всего трудового стажа гарантированно не разовьется профессиональное заболевание пылевой этиологии. Наиболее распространенные методы определения запыленности воздуха следующие: - весовой, при котором определяется весовое количество пыли в мг, содержащееся в 1 м3 воздуха; - счетный, при котором определяется число пылевых частиц, содержащихся в 1 см3 воздуха. Весовой метод наиболее распространен. Основан он на фильтрации запыленного воздуха через фильтр с последующим определением веса уловленной на нем пыли. Имея данные о количестве воздуха, прошедшего через фильтр, и зная вес его до и после взятия пробы, можно рассчитать содержание пыли в 1 м3 воздуха по формуле: 1 - 1000 , (1) V где ρ - масса фильтра до отбора пробы, мг; ρ1 - масса фильтра после отбора пробы, мг; V - объем воздуха, протянутого через фильтр, приведенный к нормальным условиям (т.е. к такому объему, который он занял бы при температуре 0°С и давлении 760 мм рт.ст.), л. Q= V= Vt 237 2 (273 t ) 760 , (2) где Vt - объем воздуха, протянутого через фильтр при температуре t и давлении PS, л ; ρ2 - барометрическое давление в месте отбора пробы, Па; t - температура воздуха в месте отбора пробы, °С. Vt = α t, (3) где α - объемная скорость просасывания воздуха через фильтр, м3/мин, а = 20,4 л/мин; t - время отбора пробы, мин. Приборы и оборудование. Для исследования запыленности воздуха используется установка, приведенная на рис.1 и состоящая из пылевой камеры 7, ручного электросверла 1, аспиратора 2, аллонжа 4, термометра, барометра- анероида. Рис.1. Установка для исследования запыленности воздуха Рис. 2. Патрон с фильтром: 1 – патрон; 2 – фильтр АФА-В; 3 - гайка Счетный метод является вспомогательным и предназначен для определения дисперсности пыли при дисперсионном и других исследованиях вредных и опасных производственных пылей. Суть метода заключается в осаждении на стеклянную подложку, находящуюся в мерном стакане пыли, и последующем счете и измерении под микроскопом анализируемых пылинок (счетчик Грина). Отбор проб, как в счетном, так и весовом методе производится на рабочем месте. Отверстие патрона с фильтром устанавливается навстречу пылевому потоку на уровне органов дыхания человека. Количество проб устанавливается в зависимости от характера и целей исследований и обычно принимается не менее 3-5. Предельно допустимые концентрации пыли в воздухе рабочих зон, определенные весовым методом и принятые в нашей стране, представлены в табл. 1. Таблица 1 Вид пыли Пыль, содержащая более 70% свободной SiO2 Пыль, содержащая от 10 до 70% свободной SiO2 Пыль, содержащая менее 10% свободной SiO2 Пыль угольная, не содержащая свободной SiO2 Пыль искусственных абразивов (корунда, карбокорунда) Пыль свинца и его неорганических соединений Предельно допустимая концентрация (ПДК), мг/м3 1 2 4 10 5 0,01 Если фактическая запыленность воздуха рабочей зоны превышает значения предельно допустимых концентраций, указанных в табл. 1, в нормативных документах, то для предотвращения проявлений пылевого фактора как профессиональной вредности необходимо предусмотреть применение средств пылеподавления (активная вентиляция, орошение, пылеотсос, предварительное увлажнение и др.), а при их отсутствии или невысокой эффективности необходимо применять индивидуальные средства защиты (СИЗ) органов дыхания, например, противопылевые респираторы, ватно-марлевые повязки и др. Пылевая камера представляет собой закрытый ящик с открывающейся дверкой из оргстекла, что дает возможность вести визуальные наблюдения за бурением и пылевым состоянием воздуха в камере. В верхней стенке ящика имеется отверстие для буровой штанги 6 с режущим инструментом. С помощью специальных зажимов 5 к нижней стенке ящика прикрепляется монолит (кусок) угля или породы. При бурении скважины в монолите во внутреннем объеме камеры 7 воздух будет насыщаться пылью. В этот же период отбирается проба на установление запыленности воздуха. Аллонж 4 с фильтром прикреплен к одной из боковых стенок с внутренней стороны камеры 7 в 230 мм от источника пылеобразования. Источником пылеобразования является резец (коронка) для бурения по углю или по породе. Резцы используются серийные, которыми бурят шпуры по углю и породе непосредственно в подготовительных или очистных забоях в шахте. Одной из особенностей является то, что при проведении работы используются тупые резцы. Это связано с экономией монолита. Пластмассовый аллонж 4 с помощью куска резинового шланга крепится к металлической трубке, выходящей на наружную сторону камеры 7. С наружной стороны камеры 7 к ней присоединяется резиновая трубка, соединяющаяся с аспиратором. Ручное электросверло СЭР-19М. Сверло электрическое ручное СЭР-19М соответствует техническим условиям ТУ 1244-144-75. Номинальная мощность на шпинделе сверла, кВт - 1,2 Номинальное напряжение, В - 125 Частота, Гц - 50 Номинальная скорость вращения шпинделя, об/мин - 50 Масса, кг - 16,5 Размеры гнезда для хвостовика буровой штанги, мм длина - 57 диаметр - 18 Исполнение - рудничное взрывобезопасное "РВ'' Управление по пятижильной искробезопасной схеме от замыканий в цепи управления Габаритные размеры, мм длина -305 ширина -318 высота - 300 Подготовка прибора к отбору проб. Перед отбором проб прибором. Устанавливают время отбора проб и расход воздуха. После этого ручку переключателя переводят в положение «включено» и проводят отбор проб воздуха. Отбор проб воздуха. Для отбора пробы воздуха необходимо: 1. Надеть свободный конец резинового шланга на трубку аллонжа, расположенную с внешней стороны камеры 7 (рис.1). 2. Взвесить бумажный фильтр на аналитических весах, открыть дверку пылевой камеры 7, вставить фильтр в аллонж 4, закрыть дверку. 3. Вставить буровую штангу 6 (рис.1) с резцовой коронкой в ручное электросверло 1 и в пылевой камере 7 резцовым инструментом упереть в монолит угля или породы и включить ручное электросверло. Включать электросверло СЭР-19М только в диэлектрических перчатках. 4. Поставить ручку переключателя в положение «включено». 5. По истечении принятого времени отбора пробы перевести ручку переключателя в положение «выключено». 6. Отсоединить пылевую трубку, закрыть ее пробкой и вложить в футляр. 7. Записать показания секундомера, продолжительность отбора пробы в табл.2. 8. Извлечь из аллонжа фильтр, взвесить его на аналитических весах и записать результаты в табл. 2. 9. По соответствующим приборам снять показания барометрического давления и температуры в месте отбора проб. 10. Зная объемную скорость и длительность опыта, определить объем прошедшего через фильтр воздуха Vt и, подставляя полученное значение в формулу (2), привести его к нормальным условиям. 11. Расчет весовой концентрации произвести по формуле (1). Полученные данные занести в табл.2. Таблица 2 Результаты замеров запыленности воздуха Предельно допустимая концентрация пыли по ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ, мг/м3 Концентрация пыли в воздухе, мг/м3 Объем пропущенного через фильтр воздуха, приведенный к нормальным условиям, м3 Длительность опыта, мин Вес задержанной пыли, мг Вес фильтра после отбора пробы, м Вес фильтра до отбора пробы, мг Давление, мм рт.ст. Температура воздуха в 0С аудитории № 235 Место отбора пробы № опыта 12. Оценку результатов исследования запыленности по весовому методу производят путем сопоставления их с предельно допустимыми концентрациями пыли в зоне рабочих мест. Содержание отчета После выполнения всех отмеченных выше работ каждый студент составляет отчет по предлагаемой форме. 1. Название и цель работы. 2. Краткое описание способа и прибора пылевого контроля. 3. Лабораторные исследования запыленности воздуха заносятся в табл.2. 4. Анализ результатов исследования и выводы.
