МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРЕДПРИЯТИЯМИ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1. Газы из горящих плоских отвалов. Расчет выбросов (т/сут) производится по формуле:

                                             (1)

где q – удельное газовыделение (кг/(м2 сут)); для СО q = 7,6; для СО2 q = 138; для SO2 q = 1,7; для H2S q = 0,5; для NO + NO2 q = 0,12; S – площадь основания плоского отвала (м2); Н – средняя высота отвала (м).

2. Газы из недействующих горящих отвалов. Расчет выбросов (т/сут) из отвалов, не действующих менее трех лет, производится по формуле:

, (2)

где П_П – количество загрязняющих веществ газов, выделяющихся из отвалов после прекращения эксплуатации (т/сут); П – количество загрязняющих газов, выделяющихся из отвалов во время эксплуатации (т/сут); f – коэффициент, зависящий от времени, в течение которого отвал не действовал; через 1 год f = 0,5, через 2 года – 0,3, через 3 года – 0,1 (затем выделения становятся незначительными).

3. Пыль из действующих терриконов и хребтовых отвалов. Расчет выбросов (т/сут) производится по формуле:

                                                (3)

где k – коэффициент, зависящий от высоты отсыпки и количества породы (ориентировочно равен 0,01).

4. Пыль из недействующих отвалов. Расчет выбросов (т/сут) из отвалов, не действующих более трех лет, производится по формуле:

                                                 (4)

где S – поверхность отвала (м²).

5. Пыль с поверхности штабелей угля. Расчет сдувания пыли (мг/(м² с)) может быть выполнен с учетом скорости ветра и содержания частиц пыли размером менее 10 мкм по формуле:

, (5)

где N₁₀ – содержание в угле частиц пыли размером менее 10 мкм (% по массе); v_в- скорость ветра (м/с).

6. Пыль с открытых площадей (отвалов, уступов) в угольных разрезах. Расчет выбросов (кг/с) производится по формуле:

, (6)

где S – открытая площадь (м²); W_c – удельная сдуваемость пыли (принимается с учетом скорости ветра на дне разреза и на поверхности отвала); для угольной пыли W_с = 1,0 х 10^-6 кг/(м² с), для пыли породы (на отвале) W_c = 0,1 х 10^-6 кг/(м² с); г – коэффициент измельчения горной массы (ориентировочно принимается равным 0,1).

8. Пыль при работе буровых станков и конвейерного транспорта. Расчет выбросов (мг/с) может быть выполнен по формуле:

, (7)

где С – концентрация пыли в канале или на выходе из пылеулавливающего колпака (мг/м³); V – расход воздуха в канале или на выходе из пылеулавливающего колпака (м³/с).

Концентрация пыли в воздушном потоке буровых станков (г/м³) рассчитывается по формуле:

, (8)

Здесь d – диаметр бурильных скважин (см); v_б – скорость бурения (м/ч); V – расход воздуха (м³/ч); г – плотность породы или угля (г/м³).

9. Пыль с ленточного конвейера. Расчет выбросов с 1 м конвейера (кг/с) производится по формуле:

, (9)

где W_c – удельная сдуваемость пыли (по данным лабораторных исследований W_c = 3 x 10^-5 кг/(м² с); L – ширина конвейерной ленты (м); г – коэффициент измельчения горной массы (для роторных экскаваторов г ≈ 0,1 м).

10. Пылегазовое облако при взрывных работах. Расчет основных параметров облака производится на момент его максимального развития при сохранении достаточно четких очертаний.

Объем пылегазового облака V_o (м³) рассчитывается по эмпирической формуле:

, (10)

где А – количество взорванного взрывчатого вещества (т).

Примечание. Расчет V_o может быть осуществлен по упрощенным формулам:

при        т                                          (11)

при   3т < А ≤ 30 т                                     (12)

при  А> 30 т V_o = 69220 (A – 6,2) (13)

Высота подъема пылегазового облака Н_о (м) определяется по формуле:

Н_о = b (164 + 0,258А) (14)

где b – безразмерный коэффициент, зависящий от глубины скважины; при глубине до 15 м b = 1, при большей глубине b = 0,8.

Температура газов и облака T_o (^oC) рассчитывается по формуле:

                                      Т_о = Т_в + ДТ, (15)

где Т_в – температура окружающего воздуха (^оС); ДТ – перегрев пылегазового облака относительно окружающего воздуха (^оС) (табл. 2.).

Значения ДТ в зависимости от количества взорванного взрывчатого вещества.

А 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

ДТ ^оС 0,40 0,60 0,97 1,40 1,79 2,21 2,82 3,44 4,09 4,80

Значения относительно погрешностей при определении объема пылегазового облака в высоты его подъема составляют около 10 %, при определении температуры – не более 5 %.

Концентрация загрязняющего вещества (мг/м³) в пылегазовом облаке при использовании одного вида взрывчатого вещества (ВВ) определяется по формуле:

, (16)

где q – удельное выделение загрязняющего вещества при взрыве 1 т ВВ (т/г); з – эффективность применяемых при взрыве средств пылегазоподавления (%).

Для определения значения q предварительно рассчитывается удельный расход ВВ (кг/м³) на 1 м³ взорванной горной массы:

, (17)

где V_гм – объем взорванной горной массы (м³).

Значения q пыли и оксида углерода для различных видов ВВ с учетом их удельного расхода приведены в табл. 2. и 3; для оксидов азота q принимается равным 0,0025 т/т.

Удельное выделение пыли на 1 т ВВ при взрывных работах (т/т)

Удельное выделение оксида углерода

на 1 т ВВ при взрывных работах (т/т)

Значения з при гидрозабойке скважин составляют для пыли 60 %, для газов 85%, при гидрогелевой забойке – соответственно 50 и 85 %.

Если для взрыва используется несколько видов ВВ, расчет концентрации загрязняющего вещества (мг/м³) в пылегазовом облаке осуществляется следующим образом:

                             (18)

здесь индексами 1,2, …, n обозначены различные виды взрывчатых веществ.

Расчет валовых выбросов при взрывах осуществляется для каждого вещества отдельно. Для конкретного взрыва расчет количества загрязняющего вещества (т), выбрасываемого с пылегазовым облаком за пределы разреза, производится по формуле:

                                                        (19)

где k – коэффициент, учитывающий гравитационное оседание загрязняющего вещества в пределах разреза; принимается равным для пыли 0,16, для газов 1,0.

Для упрощения и ускорения расчетов формула (20) с учетом формулы (17) может быть представлена в виде

                                               (20)

Относительная погрешность определения валовых загрязняющих веществ в атмосферу при взрыве составляет не более 30 %.

Количество выделяющегося после взрыва из горной массы оксида углерода следует принимать равным 50 % его выброса с пылегазовым облаком, т.е.:

                                                       (21)

Для пыли и оксидов азота П_г = 0.

Для укрупненных расчетов валовых выбросов (т/год) при планировании мероприятий по охране атмосферного воздуха следует использовать формулу, в которой учитывается условное приведение веществ к граммониту 79/21:

                                           (22)

где a – коэффициент, зависящий от выделяющегося вещества (для оксида углерода а = 1,5; для пыли и оксидов азота а = 1); q – удельное выделение загрязняющих веществ при взрыве 1 т граммонита 79/21 (т/т) (табл. 3., 4); А_г – общий расход ВВ (т/год); А_м – расход ВВ, взорванных с применением мер по пылегазоподавлению (т/год).

Для определения q по табл. 3. и 4. необходимо предварительно найти - удельный расход ВВ (кг/м³) приведенных по работоспособности к граммониту 79/21:

                                    (23)

где b₁, b₂ . . ., b_n – коэффициенты, учитывающие работоспособность взрывчатых веществ, обозначенных индексами 1,2, . . ., n (табл. 4).

Значение переходного коэффициента b для различных ВВ

11. Отдельные источники загрязнения. Количество выбросов загрязняющих веществ по отдельным источникам загрязнения при производстве работ на предприятиях угольной промышленности рассчитывается и использованием значений удельных выбросов этих веществ (табл. 5 – 12).

Удельный выброс пыли (г/т) при погрузке угля

в железнодорожные вагоны или самосвалы.

Примечание. В табл. 5 – 7 категория и группа угля по пылевому фактору приняты согласно «Каталогу шахтопластов СССР по пылевому фактору», М., 1975; значения удельного выброса даны без учета проводимых мероприятий по пылеподавлению.

Удельное выделение пыли в атмосферу (г/т) при формировании открытых складов угля.

Удельное сдувание пыли с поверхности открытых складов угля (мг/м² с)

Таблица 8.

Удельное выделение пыли при образовании отвалов пустых пород

Примечание. Принятия производительность экскаватора ЭКГ-4,6 0,2 т/с; бульдозера Т-100 0,055 т/с (при перемещении на 10 м); значения удельного выделения пыли приведены для пород влажностью 8 – 10%.

Удельное сдувание пыли с поверхности отвалов пустых пород

Удельное сдувание пыли (мг/(м² с)) с поверхности хвостохранилищ

углеобогатительных фабрик

Примечание. При скорости ветра менее 2,5 м/с сдувания с поверхности хвостохранилищ не происходит; значения удельного сдувания даны без учета применяемых мероприятий по уменьшению сдувания.

Удельное выделение пыли в атмосферу (мг/с) при работе

технологического оборудования в угольных разрезах