Методические указания к расчету

При взрывных работах загрязнение атмосферного воздуха происходит за счет выделения вредных веществ из пылегазового облака и выделения газов из взорванной горной массы. Пылегазовое облако – мгновенный залповый неорганизованный выброс твердых частиц и газов, включая оксид углерода и оксиды азота.

Расчет количества вредных веществ (твердые частицы, оксид углерода, оксиды азота), выбрасываемых с пылегазовым облаком за пределы разреза при производстве одного взрыва, производится по формуле:

Мⁱ_вз= К₈ ∙ ԛⁱ_уд ∙Ԛ ∙ (1 - η), т (2.1)

где К₈– коэффициент, учитывающий гравитационное оседание вредных частиц в пределах разреза (для твердых частиц принимается равным 0,16, а для газов – 1); ԛⁱ_уд – удельное выделение i-го вредного вещества при взрыве 1 т ВВ, т/т (принимается для оксидов азота ԛ^NOx_уд = 0,0025 т/т; для пыли ԛ^тв_уд из таблицы 2.3 и оксида углерода ԛ^СО_уд из таблицы 2.4); Ԛ – количество взорванного ВВ, т; η – эффективность средств пылеподавления, доли ед. (при использовании гидрозабойки η = 0,6 для пыли и 0,85 для газов; при твердой забойке η = 0).

Для определения значений ԛⁱ_уд предварительно рассчитывается удельный расход ВВ, приведенный к граммониту 79/21, по формуле:

(2.2)

где Vг.м. – объем взорванной горной массы, м³; в₁, в₂ ,…, в_п – безразмерные коэффициенты, учитывающие работоспособность ВВ, обозначенных индексами 1, 2, … n (принимаются в соответствии с табл. 2.2); Ԛ₁, Ԛ₂ ,…, Ԛ_n – массы соответствующих ВВ, т.

При использовании одновременно нескольких видов ВВ расчет количества вредных веществ, выбрасываемых с пылегазовым облаком за пределы карьера при производстве одного взрыва, производится по формуле, преобразованной из формулы (2.1):

Мⁱ_вз= К₈ ∙ (ԛⁱ_уд1∙ Ԛ₁+ ԛⁱ_уд2∙ Ԛ₂+…+ ԛⁱ_удп∙ Ԛ_п)(1 - η), т (2.3)

где ԛⁱ_уд1 , ԛⁱ_уд2….. ԛⁱ_{уд п} – значения удельной i -ой вредности, выделяющейся при взрыве 1 т соответствующего ВВ, т/т.

Начальная концентрация пыли в пылегазовом облаке C_п определяется по формуле:

(2.4)

где М_вз – масса пыли во взвешенном состоянии после взрыва в пылегазовом облаке, т; V_пго – объем пылегазового облака, м³.

Объем сформировавшегося пылегазового облака V_пго определяется по формуле:

V_пго=4,4·10⁴· Ԛ_вв^1,08, м³ (2.5)

где Ԛ_вв – общее количество ВВ, т.

Таблица 2.2 - Значение коэффициента работоспособности различных ВВ

Тип ВВ	Значение «в»
Гранулит АС-8	0,83
Граммонит 79/21, аммонит 6 ЖВ	1
Игданит	1,13
Гранулотол	1,20
Граммонит 30/70	1,26

Таблица 2.3 - Удельное выделение твердых частиц (пыли) на 1 т ВВ

Удельный расход ВВ ԛ, кг/м3	ԛтвуд, т/т
	Граммонит 79/21	Игданит	Граммонит 30/70	Гранулотол
0,1	0,088	0,092	0,096	0,94
0,2	0,061	0,067	0,073	0,070
0,3	0,057	0,065	0,074	0,070
0,4	0,060	0,072	0,085	0,079
0,5	0,067	0,084	0,104	0,094
0,6	0,079	0,102	0,133	0,118
0,7	0,094	0,128	0,174	0,151
0,8	0,116	0,164	0,233	0,198
0,9	0,144	0,214	0,317	0,264

Таблица 2.4 - Удельное выделение оксида углерода на 1 т ВВ

Удельный расход ВВ ԛ, кг/м3	ԛСОуд, т/т
	Граммонит 79/21	Игданит	Граммонит 30/70	Прочие ВВ
0,1	0,076	0,007	0,037	0,032
0,2	0,040	0,005	0,032	0,024
0,3	0,022	0,004	0,027	0,018
0,4	0,012	0,002	0,023	0,014
0,5	0,006	0,002	0,020	0,010
0,6	0,003	0,001	0,017	0,008
0,7	0,002	0,001	0,014	0,006
0,8	0,001	0,001	0,012	0,005
0,9	0,001	0,001	0,010	0,003
1,0	0,001	0,001	0,009	0,003

Пример расчета

При производстве взрыва в разрезе при гидрозабойке расходуется Q взрывчатого вещества, в т.ч. граммонита 79/21 – 50 т; граммонита 30/70 – 40 т; игданита – 30 т; гранулотола – 20 т. Объем взорванной горной массы 250 тыс.м³. Определите количество загрязняющих веществ, выбрасываемых с пылегазовым облаком при проведении взрыва.

Выполнение расчетов:

1. Определение безразмерных коэффициентов, учитывающих работоспособность взрывчатых веществ «в» по таблице 2.2.

2. Определение удельного расхода ВВ ԛ, приведённого к граммониту 79/21 по формуле 2.2:

= (50·1+40·1,26+30·1,13+20·1,2)/250000×1000=0,6 (кг/м³)

где Ԛ₁ = 50 т, Ԛ₂ = 40 т, Ԛ₃ = 30 т, Ԛ₄ = 20 т,

в₁= 1, в₂= 1,26, в₃= 1,13, в₄= 1,2

Vг.м. = 250000 м³

3. Определение удельного выделения твердых частиц ԛ^тв_уд при взрыве 1 т для каждого типа ВВ по таблице 2.3

ԛ^тв_уд (граммонит 79/21) = 0,079 т/т ԛ^тв_уд (граммонит 30/70) = 0,133 т/т

ԛ^тв_уд (игданит) = 0,102 т/т ԛ^тв_уд (гранулотол) = 0,118 т/т

4. Определение удельного выделения оксида углерода СО ԛ^СО_уд при взрыве 1 т для каждого типа ВВ по таблице 2.4

ԛ^СО_уд (граммонит 79/21) = 0,003 т/т ԛ^СО_уд (граммонит 30/70) = 0,017 т/т

ԛ^СО_уд (игданит) = 0,001 т/т ԛ^СО_уд (гранулотол) = 0,008 т/т

5. Определение количества твердых частиц М_вз, выбрасываемого с пылегазовым облаком за пределы карьера при производстве одного взрыва по формуле 2.3.

М_вз= К₈ ∙ (ԛ^тв_уд1∙ Ԛ₁+ ԛ^тв_уд2∙ Ԛ₂+ ԛ^тв_уд3∙ Ԛ₃+ ԛ^тв_уд4∙ Ԛ₄)(1 - η)= 0,16·(0,079·50+0,133·40+0,102·30+ +0,118·20)×(1-0,6) = 0,940 (т)

где Ԛ₁ = 50 т, Ԛ₂ = 40 т, Ԛ₃ = 30 т, Ԛ₄ = 20 т,

ԛ^тв_уд1 = 0,079 т/т ԛ^тв_уд2= 0,133 т/т ԛ^тв_уд3 = 0,102 т/т ԛ^тв_уд4 = 0,118 т/т

η = 0,6 К₈ = 0,16

6.Определение количества оксида углерода М_СО, выбрасываемого с пылегазовым облаком за пределы карьера при производстве одного взрыва по формуле 2.3.

М_СО= К₈ ∙ (ԛ^СО_уд1∙ Ԛ₁+ ԛ^СО_уд2∙ Ԛ₂+ ԛ^СО_уд3∙ Ԛ₃+ ԛ^СО_уд4∙ Ԛ₄)(1 - η)= 1·(0,003·50+0,017·40+0,001·30 + +0,008·20) ×(1-0,85) = 0,153 (т)

где Ԛ₁ = 50 т, Ԛ₂ = 40 т, Ԛ₃ = 30 т, Ԛ₄ = 20 т,

ԛ^СО_уд1 = 0,003 т/т ԛ^СО_уд2= 0,017 т/т ԛ^СО_уд3 = 0,001 т/т ԛ^СО_уд4 = 0,008 т/т

η = 0,85 К₈ = 1

7. Определение количества оксида азота М_NOx, выбрасываемого с пылегазовым облаком за пределы карьера при производстве одного взрыва по формуле 2.3.

М_NOx = К₈ ∙ (ԛ^NOx_уд1∙ Ԛ₁+ ԛ^NOx_уд2 ∙ Ԛ₂+ ԛ^NOx_уд3∙ Ԛ₃+ԛ^NOx_уд4∙ Ԛ₄)(1 - η)= 1·(0,0025·50+0,0025·40+ 0,0025·30 + 0,0025 ·20)×(1-0,85) = 0,0525 (т)

где Ԛ₁ = 50 т, Ԛ₂ = 40 т, Ԛ₃ = 30 т, Ԛ₄ = 20 т,

ԛ^NOx_уд1 = ԛ^NOx_{уд 2}= ԛ^NOx_{уд 3}= ԛ^NOx_{уд 4} = 0,0025 т/т

η = 0,85 К₈ = 1

8. Определение объема, сформировавшегося пылегазового облака V_пго по формуле 2.5

V_пго=4,4·10⁴· Ԛ_вв^1,08=4,4·10⁴·140^1,08= 9146837,32 (м³)

где Ԛ_вв= 50+40+30+20=140 - общее количество ВВ, т.

9. Определение концентрации пыли в пылегазовом облаке C_п по формуле 2.4:

С_п=10⁹×Мвз/ V_пго =10⁹×0,940/ 9146837,32 =102,78 мг/м³

где М_{вз =} 0,940 т; V_пго = 9146837,32 м³.

Результаты расчетов задания

	Твердые частицы Мвз,	Оксид углерода МСО	Оксиды азота МNOx
Количество загрязняющих веществ. выбрасываемых с пылегазовым облаком при производстве одного взрыва, т	0,940	0,153	0,0525
Концентрация пыли в пылегазовом облаке Cп, мг/м3	102,78	-	-
Объем пылегазового облака Vпго, м3	9146837,32