Защита от пыли при добыче и переработке полезных ископаемых (2012) Глава 10

Материал из MiningWiki — свободной шахтёрской энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

ГЛАВА 10. Уменьшение запылённости при попадании пыли в воздух с дорог, мест хранения и открытых мест[править]

(Назад к оглавлению)


В этой главе описаны методы снижения запылённости при попадании пыли в воздух с дорог и при эрозии материала в местах хранения, а также эрозии почвы на открытых местах. Указанные места являются источниками пыли, состоящей из грунта и минеральных частиц (при добыче ископаемых и их хранении).

На Рис. 10.1 показан внедорожный самосвал, создающий облако пыли при движении.

Так как дороги являются основным источником пыли, в этой главе им уделено основное внимание (Рис. 10.1). Проводившиеся недавно исследования показали, что движение грузовых автомобилей по дорогам является основным источником пыли в этих местах (78÷97% частиц меньше 10 мкм)[10- 1][10- 2][10- 3]. Попадание пыли в воздух с этих источников проводилось с помощью опубликованных Агентством по охране окружающей среды (United States Environmental Protection Agency, U.S. EPA) коэффициентов эмиссии. Эта организация разработала методы для вычисления выбросов в атмосферу из разных источников, в том числе при добыче полезных ископаемых. То, что движение грузовиков по дорогам создаёт сильную запылённость, может привести к тому, что находящиеся рядом рабочие (в пределах 30 м, или дальше – по ветру) могут подвергаться значительному воздействию респирабельной пыли, превышающему допустимое. Кроме того, зафиксирована большая концентрация респирабельной пыли около автомобилей (до 21.50 мг/м3)[10- 4], и обнаружено, что в такой дорожной пыли (может быть) повышенное содержание кварца[10- 5].

При размере частиц материала от 10 до 10-3 мм размеры образующихся частиц пыли могут составлять от 10 (??? возможно - опечатка) до 10-5 мм[10- 6]. Доля крупных частиц в этой пыли зависит от скорости ветра в месте попадания пыли в воздух, или от того, как нарушается неподвижность материала. Обычно респирабельная пыль составляет лишь небольшую долю от всей пыли, попавшей в воздух. Например, при измерении размеров частиц пыли, попадающей в воздух при движении грузовиков, оказалось что 85.5% пыли состоит из частиц крупнее 10 мкм, и 14.5% - из меньших частиц[10- 5][10- 4]. Хотя эти мелкие частицы составляют небольшую долю от всей пыли, они представляют (наибольшую) опасность для здоровья – особенно если в их составе есть значительная доля кварца.

Попадание в воздух большой массы пыли с дорог, мест хранения и открытых мест приводит к ухудшению видимости, что создаёт опасность. Хотя нет задокументированных результатов исследований, в которых бы устанавливалась взаимосвязь между концентрацией пыли и частотой ДТП в местах добычи полезных ископаемых, но визуально наблюдаемое ухудшение видимости при сильной запылённости очевидно показывает наличии такой взаимосвязи. Крупные пылинки ухудшают видимость, задерживая свет, а мелкие пылинки ухудшают видимость, рассеивая свет. Обычно рассеивание света происходит у частиц размером менее 2.5 мкм[10- 7][10- 8]. (Заметное) ухудшение видимости происходит при концентрации пыли 100÷400 мг/м3. Но главное беспокойство связано с тем, что при вдыхании респирабельной пыли у рабочих развиваются заболевания (в том числе неизлечимые и необратимыесиликоз и пневмокониоз), особенно тогда, когда в составе пыли есть кварц.

Основные дороги[править]

При добыче полезных минеральных ископаемых происходит интенсивное использование основных дорог (haul roads) для перевозки материала. Дорожная сеть горнодобывающего или горно-обогатительного предприятия может быть довольно большой, а интенсивность поступления пыли в воздух зависит от интенсивности дорожного движения. В тех местах, где интенсивность движения больше, вероятность попадания пыли в воздух гораздо выше, чем в местах со слабой интенсивностью движения, и попадание большого количества пыли в воздух создаёт риск чрезмерного воздействия на рабочих. Чрезмерному воздействию респирабельной пыли могут подвергаться и рабочие, управляющие оборудованием и машинами, и рабочие, которые находятся поблизости от дорог. Большая часть пыли попадает в воздух из-за усилий, приложенных к грунту со стороны колёс, и из-за воздушных завихрений, возникающих при движении транспорта[10- 8]. В первую очередь для уменьшения пылеобразования нужно использовать дороги правильной конструкции.

Вспомогательные дороги (access roads) схожи с основными дорогами, но интенсивность движения по ним заметно меньше, и (хотя и не всегда) меньше масса машин. Те принципы, которые будут подробно рассмотрены ниже для подъездных (основных, транспортных) дорог, могут применяться и к вспомогательным дорогам. Конкретно, конструкция автодорог, предназначенных для движения больших грузовиков (рассматривается ниже), может быть использована и для вспомогательных дорог. При создании вспомогательных дорог принято делать их более прочными и надёжными, чем это требуется, так как постоянные изменения при добыче полезных ископаемых легко могут превратить вспомогательные дороги в основные. Дополнительная информация о конструкции вспомогательных дорог с небольшой интенсивностью движения приводится в: Gravel Roads, Maintenance and Design Manual[10- 9].

Конструкция автодорог[править]

Для уменьшения концентрации пыли большое значение имеет правильная конструкция автодорог. Создание дорог правильной (подходящей) конструкции требует больших первоначальных затрат, но - помимо уменьшения запылённости - требует меньших затрат на ремонт, увеличивает срок службы и продлевает срок службы покрышек. Конкретно, уменьшение концентрации пыли произойдёт из-за уменьшения образования мелкодисперсных частиц и за счёт увеличения периодов времени, в течение которых используемые средства борьбы с пылью сохраняют эффективность.

При движении автомобиля по дороге его колёса оказывают давление на поверхность дороги. Из всех возникающих усилий наибольшее значение имеют касательные напряжения. В месте нахождения колёс дорога сжимается. После того, как колесо съехало с этого места, дорога восстанавливает свою прежнюю форму за счёт (возникших при сжатии) напряжений. Если дорога правильно сконструирована, то циклы сжатия и восстановления попадут в интервал эластичной деформации элементов её конструкции.

А если у дороги недостаточно подходящая конструкция, то её деформация при сжатии не будет сопровождаться последующим восстановлением начальной формы, и форма изменится. Если дорога сделана из непрочных материалов, она будет быстро изнашиваться, что приведёт к образованию мелкодисперсных частиц так, что они могут захватываться движущимися автомобилями. А если дорога сделана из (более прочных) подходящих материалов, то она будет изнашиваться гораздо медленнее, что уменьшит образование пыли за тот же период. Кроме того, разрушение дороги приведёт к тому, что связывающие пылеподавляющие средства не смогут удерживать пыль, и это уменьшит эффект от их применения. При использовании средств борьбы с пылью они образуют слой или корку на верхней поверхности дороги. Если возникающие усилия превышают прочность клеящих сил средств борьбы с пылью, этот слой будет разрушаться и уноситься.

Для создания автодорог должны использоваться материалы с определёнными физическими свойствами. Они должны быть устойчивы к износу, быть прочными при атмосферных воздействиях, должны иметь ограниченный максимальный размер частиц, должны иметь подходящие форму и фракционный состав частиц материала[10- 10].

  • Материал, из которого изготавливаются дороги, должен быть износостойким. Он должен быть прочным и жёстким так, чтобы он слабо разрушался при воздействии движущихся автомобилей. Для оценки сопротивления износу можно использовать специальные тесты, например – Лос-Анджелесская проверка износостойкости.

(Эта проверка даёт информацию об общей износостойкости при дроблении, износе и разрушении /частиц материала / при выполнении таких действий как изготовление, хранение, размещение и уплотнение / материала /. Для проведения проверки грубодисперсные куски материала помещаются во вращающийся барабан вместе со стальными шарами. При вращении барабана происходит разрушение материала из-за истирания и ударов – при взаимодействии кусков друг с другом и с стальными шарами. После завершения обработки вычисляется масса кусков, которые были разбиты на меньшие куски, как доля (%) от всей массы кусков материала. Если при проведении такой проверки получилось меньшее значение, то это означает, что материал прочный и более устойчивый к износу. Описание этого метода проверки приводится в (стандартах) AASHTO T96 или в ASTM C 131 "Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine.")

Наиболее подходящими материалами являются гранит и известняк. Нужно избегать использования менее прочных материалов – таких, как сланец, уголь, слюда, вермикулит, так как эти материалы уменьшают прочность и долговечность дороги.

  • Прочность (soundness) означает (также) способность материала противостоять воздействию климатических условий. Предпочтительно использование такого материала, который может противостоять атмосферным воздействиям. Если материал непрочный, слишком хорошо поглощает воду, хрупкий, разбухает при увлажнении, или склонен к разрушению под воздействием естественных процессов выветривания, использовать его в конструкции дороги не рекомендуется.
  • Максимальный размер частиц материала, используемого для строительства дороги. Обычно нежелательно использовать материал, в котором есть куски размером более 25 мм (чтобы не затруднять работу дорожного грейдера).
  • Форма частиц материала, из которого сделана дорога, влияет на стабильность, плотность и долговечность дорожного покрытия. При использовании материала, состоящего из угловатых “нескруглённых” кусков из-за эффекта зацепления получается дорожное покрытие с желаемыми свойствами.
  • Фракционный состав – это распределение по размерам частиц материала. В материале с хорошим фракционным составом есть и крупные, и мелкие частицы. Уравнение 10.1 Национальной ассоциации производителей твёрдых заполнителей[10- 11] обычно описывает приемлемое распределение кусков материала по размерам так:
P = 100 × (d/D)n           (Уравнение 10.1) (IP)
где P = доля (%) по массе частиц, которые меньше чем (отверстие в) сите;
d = размер отверстия в сите (в дюймах), и обычно используемые размеры отверстий (50.8; 19.05; 9.525; 4.75; 0.42 и 0.07 мм) [2 дюйма, ¾ дюйма, 3/8 дюйма, №4 (0.187 дюйма), № 40 (0.0165 дюйма), и № 200 (0.0029 дюйма)].
D = максимальный размер куска, в дюймах; и
n = эмпирически полученный показатель степени, изменяющийся от 0.33 до 0.5. Обычно 0.5 соответствует максимальной плотности материала.

Помимо выбора подходящего материала, у правильно сконструированной автомобильной дороги должны быть три составные части: земляное полотно, основание и покрытие. Эти части показаны на Рис. 10.2. Американская ассоциация, занимающаяся испытанием материалов (American Society for Testing and Materials ATSM) и Американская ассоциация служащих государственных автодорог и транспорта (American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO) разработали стандарты с минимальными требованиями.

На Рис. 10.2 показано поперечное сечение дороги и обозначены дорожное покрытие, основание и земляное полотно. Показан уклон для стекания осадков: у покрытия дороги 1:24, в придорожной канаве больше.

Земляное полотно (subgrade) - это подложка, основа (из почвы или горных пород), которая является фундаментом дороги. Она поддерживает (вышележащие слои), на которые давят автомобили. Есть два способа для увеличения прочности земляного полотна: сжатие при оптимальной влажности и адекватный дренаж. В большинстве случаев при использовании почвы для земляного полотна её можно сжать до максимальной плотности при определённой влажности. Для этого земляное полотно перед увлажнением нужно разрыхлить. А для последующего сжатия обычно используют вибрационный каток с гладким вальцом[10- 11]. Кроме того, земляное полотно должно иметь уклон вбок, чтобы с него стекала вода. Если какие-то участки земляного полотна будут из материала низкого качества, то эти места требуют улучшения перед тем, как будут нанесены следующие слои. В противном случае в этих местах нужно будет часто проводить ремонт[10- 10].

Основание (subbase) – это слой, находящийся между земляным полотном и покрытием. Для изготовления этого слоя используют сжатый угловатый заполнитель. К (материалу для этого слоя) предъявляются менее строгие требования в отношении прочности, типа заполнителя, и фракционного состава. Если свойства дорожного покрытия соответствуют требованиям к основанию, то основание в дороге могут не делать вообще[10- 12].

Основа дороги изготавливается из материала, состоящего из кусков разного размера, без преобладания кусков какого-то определённого размера. Обычно максимальный размер кусков не превышает 76 мм (3 inch), а при не очень интенсивном движении обычно используют материал с максимальным размером 38 мм (1 1/2-inch)[10- 10]. Для распределения материала основы по земляному полотну хорошо использовать ящик-распределитель (spreader box), схожий с используемым для создания дорожных покрытий, Рис. 10.3. Материал размещается в виде слоя с постоянной толщиной 200-250 мм (8÷10 inches), после чего сжимается вибрационным катком с минимальным количеством лезвий (чтобы избежать разделения материала по размерам частиц). Применение часто используемого метода распределения материала путём прямого высыпания из кузова самосвала (end-dumping, or "tailgating") – нежелательно, так как (применение этого метода на практике) приводит к разделению однородного слоя на области, в которых преобладают наиболее крупные или наиболее мелкие куски[10- 11]. Но этот метод продолжают широко использовать. Чтобы при использовании этого метода свести к минимуму разделение кусков большого и маленького размера, нужно использовать грейдер для получения ровной однородной поверхности (Рис. 10.4). Затем можно использовать вибрационный каток для сжатия материала основания дороги.

На Рис. 10.3 показано использование ящика-распределителя для получения ровного слоя гравия.
На Рис. 10.4 показано использование самосвала и грейдера для создания ровного слоя гравия.

Покрытие дороги (wearing surface) должно быть сделано из такого материала, который устойчив к истиранию, выветриванию, и уносу больших частиц из покрытия. В материале должно быть достаточно много мелких частиц для того, чтобы они заполняли пространство между крупными. Наличие мелких частиц уменьшит унос (выкрашивание) крупных. Для получения максимальной прочности покрытие должно утрамбовываться при оптимальном содержании влаги. Кроме того, поверхность дороги должна быть сделана с уклоном, чтобы с неё стекала вода.

При проектировании дороги большое значение имеет толщина этих трёх слоёв. Достаточная толщина слоёв позволяет дороге выдержать вес проезжающих по ней грузовых автомобилей (для которых она предназначена). Если она не сможет выдержать вес автомобилей, то станет быстро разрушаться, что в свою очередь увеличит пылеобразование. Толщина основания имеет большое значение в связи с тем, что основание обеспечивает передачу веса автомобиля на дорожное полотно – так, чтобы нагрузка распределялась правильно по достаточной площади. Например, удвоение толщины основания может уменьшить давление на земляное полотно более чем в 2 раза. Учёт этого обстоятельства может увеличить срок службы дороги за счёт предотвращения быстрого разрушения при воздействии большого веса груженых автомобилей[10- 10].

Из-за уникально большого веса грузовых автомобилей, проезжающих по дорогам, по которым перевозят полезные ископаемые, такие дороги должны соответствовать наиболее строгим требованиям. Здесь не применимы рекомендации для обычных грунтовых и гравийных дорог и для обычной интенсивности движения. Чтобы правильно определить толщину земляного полотна для таких дорог нужно использовать номограмму (Рис. 10.5), разработанную Горным Бюро (U.S. Bureau of Mines). В этой номограмме используется значение результата проверки относительно несущей способности материала (Калифорнийская проверка несущей способности California Bearing Ratio) относительно результатов такой же проверки раздробленной скальной породы с “хорошим” фракционным составом, а также от колеса внедорожного самосвала. Номограмма может использоваться и для проектирования дорог для перевозки полезныъх ископаемых. Это отношение (California Bearing Ratio) используют для оценки прочности связанного материала с размером частиц не более 19 мм. При проведении проверки используют цилиндр небольшого диаметра, который вдавливается в материал со скоростью 1.27 мм/мин (0.05 inches per minute). При вдавливании фиксируется усилие при заглублении на величину от 0.635 до 7.62 мм (0.025÷0.300 inches). Требования к проведению такой проверки описаны в стандартах (AASHTO T193 "The California Bearing Ratio" и ASTM D 1883 "Bearing Ratio of Laboratory Compacted Soils").

На Рис. 10.5 показана номограмма для определения толщины основания дороги в зависимости от нагрузки и от используемого материала[10- 13].

Методы снижения пылеобразования на дорогах[править]

Для уменьшения пылеобразования на грунтовых дорогах чаще всего используют вещества, предотвращающие попадание пыли в воздух. Чаще всего используют воду. Также могут использоваться поверхностно-активные вещества (ПАВ), соль, нефтепродукты, полимеры, клеящие вещества. Хотя конструкция грунтовой дороги сильно влияет на интенсивность пылеобразования, всё равно сохраняется необходимость применения (дополнительных) средств борьбы с пылью, так как даже самая удачно сделанная дорога является источником пыли при движении транспорта. Выбор подходящего средства борьбы с пылью зависит от того, в каких условиях происходит добыча полезных ископаемых. Для определения способности разных веществ снижать пылеобразование проводят замеры эффективности их применения. При этом сравнивается концентрации пыли при обработке дороги, и без обработки, и используется уравнение 10.2:

CE = 1 – (T/U)×100           (Уравнение 10.2) (СИ, IP)
где СЕ – эффективность обработки (%),
U – концентрация пыли у не обработанной дороги, мг/м3,
Т – концентрация пыли у обработанной дороги, мг/м3.

Чем выше эффективность применяемого для снижения запылённости вещества, тем меньше пыли попадает в воздух с дорожного покрытия. При рассмотрении эффективности в данном случае имеются в виду не только респирабельные частицы, а вся пыль по массе (total suspended solids TSP).


Подготовка дороги.

Для применения многих средств борьбы с пылью требуется предварительная подготовка дороги. Для этого используется оборудование: дорожный грейдер с рыхлителем (Рис. 10.4), уплотнитель (каток) и автомобиль с цистерной для смачивания поверхности дороги водой с добавкой пылеподавителя.

Использование многих средств борьбы с пылью требует правильного планирования выполнения работы, в том числе потому, что движение по дороге не всегда может возобновиться сразу после их применения. В зависимости от того, какой участок дороги нужно обработать, для проведения обработки надлежащим образом может потребоваться несколько дней сухой погоды. Перед нанесением пылеподавляющего средства дорога должна быть полностью подготовлена:

  • Перед началом применения средства борьбы с пылью требуется полностью завершить устранение всех неровностей и выбоин;
  • Все большие куски материала, которые не годятся для (покрытия) хорошей дороги, должны быть удалены с неё;
  • У дороги должен быть необходимый для стекания воды уклон, чтобы избежать образования застойных зон, заполненных водой (так как это может отрицательно сказаться на дорожном покрытии и привести к появлению выбоин);
  • Последним этапом является применение средства борьбы с пылью.

Проведение надлежащей подготовки дороги позволит получить максимальную эффективность от использования средства борьбы с пылью. Для применения средства борьбы с пылью верхнюю часть дороги нужно разрыхлить на глубину 2.5÷5 см (1 to 2 inches). Ниже рассмотрены два способа применения средства борьбы с пылью (после разрыхления поверхности дороги).

Во-первых, при использовании соли для предотвращения образования пыли, нужно обеспечить ровную верхнюю поверхность разрыхлённого на глубину 2.5-5 см слоя. Затем в этот рыхлый слой вносится пылеподавляющая добавка в том количестве, которое рекомендуется. После этого дорога утрамбовывается (лучше всего - с помощью катка на пневмошинах pneumatic roller, но можно использовать и другое оборудование). До окончания обработки поверхности дорожного покрытия движение автотранспорта по ней недопустимо[10- 9]. Длительность обработки зависит от количества применяемого средства борьбы с пылью, обычно достаточно 24 часа.

Во-вторых, большая часть разрыхлённого материала может быть смещена с поверхности дороги к обоим краям (так, что он образует два валика, гребня по краям дороги). Эти валики не позволят применяемому пылеподавителю стечь с поверхности дороги. На поверхность дороги наносится одна треть от пылеподавителя в рекомендуемом количестве – между валиками по краям (windrows). Затем материал валиков сгребается к центру, равномерно распределяется по поверхности дороги, и на него наносится ещё одна треть пылеподавителя. Затем материалы перемешиваются, и образуется относительно однородная смесь. Только после этого на дорогу наносится последняя треть пылеподавителя – как окончательное верхнее покрытие. При нанесении последней трети пылеподавителя нужно постараться избежать стекания чрезмерно большого количества материала с дороги. В последнюю очередь поверхность дороги уплотняется, желательно – с помощью катка на пневмошинах. Уплотнение должно быть закончено до того, как пылеподавляющая добавка высохнет. Во время обработки дороги (обычно менее 24 часа, зависит от используемой добавки) движение автотранспорта по ней не допускается[10- 10].

Учтите, что все эти рекомендации носят общий характер. При обработки дороги выполняйте более конкретные указания изготовителя пылеподавляющей добавки, которую Вы применяете.


Использование воды

Для предотвращения попадания в воздух пыли с грунтовых дорог чаще всего используют увлажнение дороги. Это самый простой и легко выполнимый способ, не требующий никакой подготовки дороги. При его использовании автомобиль с цистерной поливает дорогу водой (Рис. 10.6).

На Рис. 10.6 показан автомобиль с цистерной, оборудованный передней “водяной пушкой” и форсунками, распыляющими воду сзади.

Автомобиль с цистерной, который увлажняет дорогу, состоит из ёмкости для воды, насоса, и трубопроводов, используемых для подачи воды к форсункам, находящимся сзади. Иногда дополнительно устанавливаются и боковые форсунки. Объём воды в цистерне может составлять до 113 м3 (30,000 gallons) – в зависимости от размеров грузового автомобиля. Крупные ёмкости устанавливают на внедорожные грузовые автомобили. На некоторых из таких автомобилей могут устанавливаться водяные пушки (Рис. 10.6), которые могут использоваться для увлажнения куч мусора при их погрузке для уменьшения пылеобразования. Водяная пушка может поворачиваться и отклоняться вверх-вниз, ей управляет оператор, направляя струю туда, куда нужно.

Для увлажнения поверхности дороги обычно используют форсунки, создающие плоский факел, и из устанавливают на автомобиль неподвижно. Могут использоваться форсунки сложной конструкции, изготовленные специализированным предприятием (Рис. 10.7), или простые форсунки. Форсунки простой конструкции можно сделать, просверлив отверстия в водопроводной трубе (с нижней стороны), расположенной в задней части автомобиля, чтобы вода смачивала дорогу. Другой вариант – прорезать горизонтальные щели в концах труб, находящихся по углам автомобиля. Форсунки должны быть расположены и направлены так, чтобы свести к минимуму взаимное перекрытие струй воды[10- 14], или же подача воды в форсунки должна проводиться поочерёдно по командам с переключателя с кабины. В некоторых автомобилях у оператора есть возможность включать каждую из форсунок индивидуально, что облегчает управление распылением воды.

На Рис. 10.7 показаны форсунки с плоским факелом разных типов, используемые для увлажнения дорог.

Недостатком использования воды для снижения запылённости является то, что увлажнение нужно регулярно повторять. При выливании около 0.6 л воды на 1 м2 (0.13 gallons per square yard gal/yd2) попадание в воздух пыли (всех размеров) уменьшается на 95% в течение первого получаса после увлажнения. Другая проверка показала, что при выливании 2.1 л/м2 (0.46 gal/yd2) снижало запылённость на 74% (вся пыль) через 3-4 часа после увлажнения[10- 15]. Но эффект от увлажнения сильно зависит от материала, из которого сделана дорога, интенсивности движения и от погоды. Например, результаты другого независимого исследования показали, что увлажнение дороги 1 раз в час уменьшало концентрацию пыли (все частицы) на 40%. А при увлажнении дороги 1 раз каждые полчаса запылённость уменьшилась на 55%[10- 16].

При проведении исследования в полевых условиях специалисты NIOSH обнаружили, что – в жаркий сухой безоблачный день увлажнение дорог приводит к сильному уменьшению попадания пыли в воздух в течение нескольких часов после увлажнения[10- 5]. Количество вылитой воды не измерялось, о наблюдения показали, что она распределялась так, что часть воды стекала с дороги. Температура воздуха в этот день возросла от 25 до 32°С (77-90°F), относительная влажность снизилась с 64 до 37%. На Рис. 10.8 показано, как изменялась концентрация пыли в течение дня при увлажнении дороги примерно в 10:00.

На Рис. 10.8 показано изменение концентрации респирабельной пыли около увлажнённой дороги по мере её высыхания.

Опубликованных рекомендаций с указаниями сколько воды расходовать на увлажнение дороги – нет. Ранее в документе с коэффициентами загрязнения атмосферы Агентства по охране окружающей среды ЕРА указывалось, что при выпадении осадков не менее 0.25 мм уноса пыли с грунтовых дорог не отмечалось[10- 15]. Но в исследовании, проводившемся в Канзасе, было показано, что для уменьшения концентрации респирабельной пыли оптимальная влажность грунтовой дороги составляет 2%[10- 17]. Кроме того, кроме опубликованной статьи (упоминалась ранее), где изучалось влияние интервалов между увлажнениями, нет опубликованных данных об оптимальном интервале времени между увлажнениями. Определение таких интервалов зависит от количества воды, израсходованного для увлажнения дороги, интенсивности движения, погодных условий и др.[10- 17].


Поверхностно-активные вещества (ПАВ)

Для увеличения срока действия увлажнения дороги к воде могут добавляться поверхностно-активные вещества. Как и для воды, их использование не требует специальной подготовки дороги, за исключением удаления с поверхности дороги излишков сыпучего материала. Добавка ПАВ уменьшает поверхностное натяжение воды. Это улучшает смачивание частиц пыли каплями воды, что увеличивает площадь поверхности, смоченной водой. Уменьшение поверхностного натяжения также улучшает проникание воды в более глубоко лежащие слои дороги – в основание. Это позволяет увлажнить дорожное полотно и использовать его как накопитель воды так, чтобы при испарении воды с поверхности она поднималась вверх по капиллярам. За счёт этого длительность эффекта увлажнения возрастает[10- 10].

Информации о том, как добавка ПАВ влияет на длительность сохранения пылеподавляющих свойств – мало. Но наблюдения показали, что при использовании ПАВ интервалы между увлажнением дороги могут возрасти на 33-50%[10- 10].


Соли

Для уменьшения пылеобразования на дорогах их часто увлажняют растворами солей. Чаще всего для этого используют хлорид магния. Также используются хлорид кальция, гашёная известь и силикаты натрия. Из перечисленных веществ чаще используют хлорид кальция, и его свойства схожи со свойствами хлорида магния. Хлорид кальция гигроскопичен и растворим в воде, и он поглощает влагу из атмосферы для увлажнения дороги. Если климат очень сухой, может потребоваться периодически увлажнять дорогу[10- 10]. При использовании хлорида кальция или магния проводится подготовка дороги, описанная выше в разделе “Подготовка дороги”.

Исследование показало, что применение хлорида магния после подготовки дороги позволило уменьшить концентрацию пыли на 95% (в среднем) в течение 22 дней после применения[10- 18]. Другое исследование показало, что при применении хлорида кальция концентрация пыли снизилась на 82% в течение двух недель после применения, и на 14% спустя 7 недель после применения[10- 16]. Снижение эффективности было вызвано износом дорожного покрытия из-за движения автомобилей и выпадения осадков, которые вымывали водорастворимые хлориды из дороги.

Достоинство использования солей для снижения образования пыли – то, что они поглощают влагу из воздуха, что приводит к увеличению влажности материала дороги. При низких температурах они препятствуют образованию гололёда. При использовании хлоридов обычно не требуется тратить время на ожидание перед началом движения по дороге после обработки.

Недостатки – то, что хлориды усиливают коррозию оборудования, используемого на дорогах, они вредны для растений и для людей (при попадании на кожу и в глаза). Хлориды растворяются в воде, и могут вымываться из дороги дождями, что снижает их эффективность с течением времени[10- 10].


Эмульсии нефтепродуктов

При производстве смазок образуются нефтяные смолы. Обычно они состоят из стабильных эмульсий нефтяных остатков, кислых гудронов и экстракт селективной сольвентной очистки (смазочных масел). Если дорожное покрытие в хорошем состоянии, то применить эмульсию нефтепродуктов сравнительно несложно. Применение некоторых пылеподавителей требует разрыхлить дорожное покрытие на глубину 25 мм, внести вещество, и утрамбовать покрытие. Другие пылеподавители можно прямо выливать на поверхность дороги без какой-то подготовки. При использовании нефтепродуктов в большинстве случаев нужно подождать какое-то время после их внесения до начала использования дороги. Поэтому важно не использовать дорогу в течение 24 часов после её обработки.

Сообщали, что добавка нефтепродуктов значительно снижает пылеобразование на вспомогательных дорогах в течение длительного времени – от 6 месяцев до года. На основных дорогах пыли не было 3-4 недели.

Задокументированные свидетельства эффективности использования нефтепродуктов – противоречивы, и разнообразны. При использовании нефтепродуктов снижение концентрации пыли достигало 70% спустя 21 день после применения (при добыче песка и гравия)[10- 18]. Другое исследование показало, что при добыче угля открытым способом в нескольких карьерах запылённость снизилась на величину от 4 до 38% в течение 4 недель после применения[10- 16]. Разнообразие полученных результатов может объясняться тем, что использовали разные нефтепродукты; их могли добавлять к материалу дороги по-разному; интенсивность движения и метод измерения концентрации пыли могли быть не одинаковы.

Главное достоинством эмульсий нефтепродуктов в том, что они не усиливают коррозию. Кроме того, они не растворяются в воде, и такая добавка не вымывается дождями (кроме случаев неправильного применения), и они не испаряются. Эти вещества сравнительно не токсичные и не пожароопасные, не оказывают негативного влияния на растения (восстановление растительного покрова не требуется). Недостатки – то, что после их применения нужно ждать 24 часа прежде чем можно будет использовать дорогу. В течение этого времени перевозка грузов невозможна. В течение этого времени по дороге может ездить только колёсная техника, а движение гусеничной не допускается – она будет разрушать обработанную поверхность, что приведёт к интенсивному пылеобразованию. Кроме того, нужно следить за тем, при какой температуре хранится эмульсия перед применением – чтобы она не замёрзла и не испарялась[10- 10].


Использование полимерных добавок

Для уменьшения пылеобразования используют химические полимерные добавки – акриловые и виниловые. Их добавляют к воде для получения разбавленного раствора, и затем наносят на дорогу сверху. Метод применения зависит от марки полимера, но обычно он сводится к подготовке поверхности перед их добавлением, и затем раствор распыляется сверху на дорожное покрытие в течение серии заходов.

Для уменьшения пылеобразования используется много разных марок полимеров, а исследований их эффективности было проведено мало. В одном из исследований сообщали, что через 4 недели после использования полимера концентрация пыли уменьшилась на 74÷81%, а через 5 недель уменьшалась всего лишь на 3÷14%[10- 16]. Разнообразие измеренной эффективности может объясняться выпадением осадков, которое в разных местах было различным. В другом исследовании изучалась эффективность на общественной грунтовой дороге. Она составила 94÷100% в течение первой недели после применения, и снизилась до 37÷65% через 11 месяцев[10- 19].

Достоинство полимерных добавок в том, что обычно они не усиливают коррозию, и не токсичны. При их использовании для борьбы с пылью они сохраняют эффективность длительное время – хотя было показано, что дожди могут повлиять на их срок действия. Метод применения может быть разным – в зависимости от используемой добавки. Это может быть простая подготовка дороги с последующим распылением на неё раствора с помощью грузовика с цистерной; или сложная процедура, включающая начальную подготовку дороги и дополнительное профилирование и ремонтирование (regrading) при нанесении раствора полимера. Кроме того, полимеры могут использоваться для стабилизации грунта.


Связывающие (клеящие) составы

Клеящие составы представляют собой соединения, растворы, рецепты и т.д., которые смешивают с поверхностью почвы для создания новой поверхности дороги. Для этого чаще всего используют сульфонат лигнина, который является отходом целлюлозно-бумажной промышленности, и хорошо известным средством подавления пыли. Он образуется при помещении древесной щепы в раствор сульфоната. Раствор поглощает лигнин или связующее вещество из древесной щепы, и получается раствор сульфоната лигнина, используемый для предотвращения попадания пыли в воздух[10- 10].

При применении этого вещества выполняются действия, описанные ранее в разделе “Подготовка дороги”. При правильном применении оно эффективно предотвращало образование пыли в течение периода от 6 месяцев до двух лет (при периодическом повторном внесении раствора)[10- 10]. По наблюдениям, при применении этого раствора на грунтовых дорогах с интенсивным движением, эффект сохранялся в течение 3÷4 недель, после чего раствор применяли снова. Повторная обработка дороги очень проста – если дорога не находится в плохом состоянии, то раствор просто распыляют на неё сверху; а если в плохом состоянии – её приводят в порядок (см. раздел “Подготовка дороги” выше)[10- 10].

Измерения в полевых условиях показали, что использование сульфоната лигнина снижало концентрацию пыли на 50÷63% в течение до 4 недель после применения, и наибольшее снижение запылённости наблюдалось непосредственно после применения[10- 16]. Измерения в другом месте показали меньшую эффективность – снижение концентрации пыли на 31÷45%. Но это могло объясняться тем, что дороги были из разного материала, использовалось разное оборудование и тем, что выпадало разное количество осадков. Дожди сильно влияют на эффективность мероприятий по борьбе с пылью на дорогах, а из-за того, что сульфонат лигнина водорастворим, это особенно заметно – вещество может вымываться из дорожного полотна сильными дождями[10- 16].

Достоинством сульфоната лигнина при его использовании для борьбы с пылью на дорогах является то, что он не вызывает коррозию, и то, что он легкодоступен (из-за больших масштабов производства в целлюлозно-бумажной промышленности). Недостаток – то, что он может негативно влиять на некоторые процессы переработки минеральных полезных ископаемых (например – на флотацию), и то, что из-за водорастворимости он может вымываться с дороги (что требует повторного применения для получения требуемого снижения концентрации пыли)[10- 10].

Другие методы уменьшения концентрации пыли[править]

Ограничение скорости движения

Уменьшение скорости движения грузовых автомобилей по грунтовым дорогам является эффективным средством снижения пылеобразования. Но это уменьшает производительность. Внедорожные самосвалы проектируются под эксплуатацию при оптимальной скорости. Уменьшение скорости грузовых автомобилей уменьшит объём добычи полезных ископаемых за смену, что может быть нежелательно. Тем не менее, было показано, что уменьшение скорости самосвалов уменьшает риск попадания в воздух частиц размером <10 мкм примерно на 58% при уменьшении скорости с 40 до 16 км/ч (с 25 до 10 миль/час); и примерно на 42% при снижении скорости с 40 до 24 км/ч (с 25 до 15 миль/час)[10- 20]. В другом исследовании было обнаружено уменьшение концентрации пыли на 44% при уменьшении скорости движения до 40 км/ч (25 mph) по не мощёной дороге[10- 21].


Регулирование интервалов движения

Предприятия, добывающие полезные ископаемые, эксплуатируют не только внедорожные грузовые автомобили, но и обычные (для доставки продукта с места добычи/производства потребителям. Эти обычные грузовики могут ездить группами по 2÷3 и более за один раз. Если они ездят по грунтовым дорогам, то при (увеличении) интервала движения между автомобилями до 20 секунд уменьшает воздействие респирабельной пыли на водителя на величину до 52%[10- 4]. Кроме того, интервал 20 секунд позволяет рассеяться облаку пыли, созданному предыдущим автомобилем, что уменьшает риск ДТП из-за плохой видимости из-за сильной запылённости.


Закрывание перевозимого материала

Закрывание перевозимого самосвалом материала брезентом может предотвратить его попадание в воздух при перевозке. Этот метод редко используют при перевозке материала внедорожными самосвалами, так как их скорость движения редко достигает такого большого значения, при котором может произойти сдувание материала (без учёта влияния ветра). Унос частиц может произойти при скорости более 21 км/ч (13 mph) и при маленьком размере частиц (0.1 мм); а для частиц более крупного размера нужна ещё большая скорость[10- 22]. Но обычные самосвалы при передвижении по мощёным дорогам с грузом могут превышать ту скорость, при которой поток воздуха способен оторвать и унести частицы, что приводит к попаданию пыли в воздух. Поэтому для предотвращения сдувания материала его нужно накрывать брезентом (Рис. 10.9), или смачивать его поверхность после погрузки. Кроме того, нельзя перегружать машину. Материал в кузове должен располагаться в центре, и его верхний край должен быть ниже верхнего края бортов кузова (freeboard) не менее чем на 7.6 см (three inches). В тех случаях, когда материал, насыпанный в кузов самосвала, находится там не ровным слоем, а в виде горки, то её вершина должна быть ниже верхнего края бортов кузова[10- 23]. Это сведёт к минимуму просыпание материала и позволит брезентовому экрану эффективно закрывать материал от воздушного потока.

На Рис. 10.9 показан процесс накрывания кузова самосвала брезентом для предотвращения сдувания материала при быстрой езде по шоссе. На разрезе А-А показано, что материал должен быть ниже верхнего края кузова на 7.6 см.


Уход за кабинами оборудования

Правильный уход за кабинами оборудования снижает воздействие респирабельной пыли на водителей и операторов. Исследование показало, что хороший уход за кабиной может уменьшить воздействие респирабельной пыли на оператора буровой установки на 90% и более[10- 24], на водителей бульдозеров на 44÷100% (разнообразие объясняется воздействием пыли, попадавшей в воздух внутри самой кабины)[10- 25]. Исследование показало, что при модернизации устаревших кабин машин, ездящих по грунтовым дорогам (установки системы очистки и кондиционирования, создающей избыточное давление в кабине), и при хорошем уходе за кабиной, снижение воздействия респирабельной пыли составило 59÷84%[10- 24][10- 26]. Нужно отметить, что замеры проводились в старых модернизированных кабинах грузовиков (возраст 20-30 лет), и что у новых машин кабины более герметичные, без щелей. Правильное использование и техобслуживание кабин подробно описано в главе 9 “Кабины операторов, пульты управления и кабины мобильного оборудования”.

Места хранения материала и открытое пространство[править]

При открытой добыче полезных ископаемых часто образуются открытые места, и материал может храниться под открытым небом. Места хранения обычно бывают двух видов – для длительного хранения, и для кратковременного. При длительном хранении материал не перемещают и никак не трогают в течение большого периода времени (несколько месяцев и более). Примером такого хранения может служить хранение слоя чернозёма (убранного с места добычи полезных ископаемых – до тех пор, пока не будет проведена рекультивация). Примером кратковременного хранения может быть хранение материала или продукта до тех пор, пока он не потребуется для технологического процесса. Обычно кратковременные хранилища представляют собой кучи материала, в которые периодически то добавляют, то забирают материал. Открытые пространства – места, лишённые растительности.

Места хранения и открытые пространства могут стать источниками пыли тогда, когда под действием ветра происходит отрыв и унос частиц в воздух. Министерство сельского хозяйства США заявило, что эрозия происходит, когда: “поверхность почвы (состоит) из мелких частиц, когда она рыхлая и сухая; когда она гладкая и голая, а ветер сильный” (Chepil, W.S., "Soil Conditions that Influence Wind Erosion." United States Department of Agriculture Technical Bulletin No. 1195. June 1958. pg. 4). Как уже упоминалось, при скорости ветра 21 км/ч (5.8 м/с, 13 mph) может произойти отрыв и унос частиц маленького размера (0.1 мм)[10- 22]. С другой стороны, есть несколько факторов, которые могут уменьшить ветровую эрозию. Это может произойти, если:

  • В почве есть большие и прочные комки, достаточно плотные чтобы противостоять ветровой эрозии;
  • Если почва утрамбована, неровная и/или влажная;
  • Если она покрыта растениями или их остатками (например – соломой); и
  • Когда скорость ветра у поверхности земли уменьшается или воздух неподвижен[10- 22].

Эти четыре фактора соответствуют четырём способам уменьшения уноса пыли с мест хранения и с открытых мест: придание поверхности неровной формы, увлажнение, создание покрытий и ветровых заграждений. Использование увлажнения, покрытий и до определённой степени ветровых заграждений применимо для мест хранения, а для открытых мест применимы все четыре метода.

Придание поверхности неровной формы[править]

На Рис. 10.10 показано вспахивание почвы глуборорыхлителем (чизель) для получения комьев на поверхности для снижения ветровой эрозии.
На Рис. 10.11 показана работа зуба плуга, создающего неровности для уменьшения эрозии на открытых участках и в местах хранения.
На Рис. 10.12 показано улавливание уносимых ветром частиц серией гребней высотой 10-15 см. Красные стрелки показывают, как материал переносится ветром через гребень и улавливается в ложбине.

Неровная поверхность почвы сильно влияет на эрозию с открытых мест, и слабее – на эрозию в местах хранения материала. В целом, при увеличении неровности поверхности эрозия уменьшается. Это справедливо и для участков, которые покрыты растительностью, и для голых участков. Если участки покрыты растительностью, то их неровность зависит от количества и ориентации растений; а если участки лишены растительности, то их неровность зависит от неровности поверхности и от (наличия) больших прочных комков. Для уменьшения ветровой эрозии требуется уменьшить силу ветра у поверхности земли, или уловить мелкие частицы с помощью крупных. Увеличение неровности участка уменьшает эрозию почвы[10- 27]. Для открытых участков лучший способ уменьшения пылеобразования – это создание растительного покрова, закрывающего весь участок. Для этого обычно используют траву, клевер, люцерну и др.

На открытых участках для увеличения неровности поверхности используют вспашку с помощью, например, чизель-культиватора, используемого в сельском хозяйстве (Рис. 10.10)[10- 28]. Глубина рыхления должна быть 7.6÷15.2 см (3 to 6 inches). Если ожидается, что ветер будет сильный, её можно увеличить до 20÷35 см (8÷14 inches). Цель – создать не поверхности “покрытие” из крупных и прочных комков почвы (Рис. 10.11). Они будут защищать маленькие частички от ветровой эрозии[10- 29]. Чтобы эффективность такой защиты была наибольшей, комки должны покрывать большую часть поверхности. Такая обработка приводит также к созданию борозд и гребней, которые уменьшают эрозию на 50÷90%[10- 30]. Но такой метод считается временным и экстренным, и используемым как последнее средство для защиты от эрозии в сельском хозяйстве[10- 22]. При использовании этого метода для его наибольшей эффективности нужно правильно выбрать ориентацию борозд (под прямым углом к направлению ветра), и проводить вспашку медленно, чтобы не разбивать крупные комья[10- 31].

Обработка почвы, приводящая к созданию гребней, предотвращает ветровую эрозию за счёт увеличения неровности почвы так, что для уноса материала требуется большая скорость воздуха, чем для уноса с ровной поверхности. Гребень обычно состоит из рыхлой и подверженной эрозии почвы (в отличие от ровной поверхности), и эти гребни за счёт выветривания маленьких частиц превращаются в заслон эрозии, состоящий из крупных устойчивых частиц[10- 32][10- 33]. После образования такого заслона для уноса мелких частиц из-под крупных требуется гораздо большая скорость ветра, что уменьшает ветровую эрозию. При наличии серии гребней аналогичный процесс происходит и на других гребнях так, что любая сдутая ветром частица будет пересекать много гребней, и может быть уловлена в желобах между гребнями и между крупными комьями на стороне гребня, обращённой к ветру (Рис. 10.12). Эти процессы уменьшают эрозию вспаханных поверхностей на величину до 50% по сравнению с гладкой невспаханной поверхностью[10- 32].

Для уменьшения ветровой эрозии может использоваться гравий. Использование мелкого 0.5÷0.6 мм (0.02÷0.25-inch), среднего 2.5÷12.2 мм (0.1÷0.5-inch) и крупного гравия 12.2÷38 мм (0.25÷1.5-inch) в количестве 50, 123 и 246 тонн на гектар (20, 50 и 100 тонн на 1 акр) приводит к значительному уменьшению ветровой эрозии (<27 кг на гектар <25 pounds per acre). Чем меньше размер частиц гравия, тем меньше его требуется для защиты от ветровой эрозии. Но это справедливо лишь при диаметре более 2 мм. Если диаметр меньше 2 мм, ветровая эрозия усиливается, так как такие маленькие частицы хуже защищают от неё[10- 34].

Увлажнение[править]

Увлажнение часто используют для предотвращения образования пыли при добыче полезных ископаемых. Этот способ может использоваться и в местах хранения, и на открытых местах. Вода смешивается с материалом, и образует корку, которая устойчива к ветровой эрозии. При наличии такой корки для отрыва и уноса частиц обычно нужна большая скорость воздуха. Но как только эта корка будет разрушена насквозь, эрозия сможет возникнуть при меньшей скорости ветра[10- 35].

Для предотвращения образования пыли и в местах хранения, и на открытых местах может использоваться цементация почвы. Цементация происходит при попеременном увлажнении и сушке почвы, и приводит к образованию на поверхности корки толщиной около 1.6 мм (1/16-inch). После цементации поверхность почвы становится плотной и механически стабильной, а потому более устойчивой к ветровой эрозии. В почве должно быть достаточно большое количество мелких частиц так, чтобы они связывали крупные частицы и образовывали корку. Но степень цементации трудно определить, и это затрудняет определение того, какая степень цементации необходима для защиты от ветровой эрозии (то есть – сколько циклов увлажнения и сушки необходимо для получения требуемого результата – предотвращения эрозии[10- 22].

Подверженность эрозии также зависит от влажности. В целом, чем выше влажность, тем меньше подверженность эрозии[10- 36]. Это имеет значение для предотвращения эрозии на открытых участках. Однако было показано, что даже при большом содержании влаги почва может быть подвержена ветровой эрозии. Если почва рыхлая (при толщине 5 см), подверженность влажной почвы ветровой эрозии (при скорости ветра 6.7÷8.9 м/с 15÷20 mph) может быть схожа с подверженностью сухой почвы, и может превышать её[10- 37]. Поэтому, хотя увлажнение является известным и эффективным способом предотвращения образования пыли, нужно проводить наблюдение за участком для поддержания достаточной степени влажности для предотвращения эрозии.

Покрытия[править]

Для предотвращения образования пыли могут использоваться и вода, и множество имеющихся в продаже химических стабилизаторов. Для предотвращения эрозии хорошее покрытие создаёт на поверхности материала или почвы корку. Кроме того, хорошее покрытие должно быть не токсичным (для растений), водопроницаемым, и позволять брать материал без излишних усилий. Недостатки покрытий – их высокая стоимость, и то, что как только созданная за счёт покрытия корка пробита, эрозия легко возобновляется[10- 38][10- 39][10- 40].

На открытых участках для предотвращения пылеобразования может использоваться смешивание бетонитовой глины с почвой. Добавляется вода, что приводит к образованию корки – но только в верхней части смеси. Ниже корки материал остаётся не упрочнённым, так как вода не может проникнуть через корку. При слишком большой концентрации бетонита будет происходить унос частиц песка размером менее 1 мм, подверженных эрозии. Желательна меньшая концентрация бетонита, так как в результате поверхность становится плотной. Но нужно отметить, что использование смеси песка с почвой при добавлении воды может лучше защитить от эрозии, чем смесь почвы с бетонитом – по крайней мере (если) не будет использован abrader (это устройство для того, чтобы сдирать или царапать почву). Смесь почвы с бетонитом – это лучший выбор для условий, в которых поверхность будет царапаться, так как такая корка более устойчива к ветровой эрозии, чем смесь почвы с песком[10- 38].

На Рис. 10.13 показано утрамбовывание материала бульдозером для уменьшения ветровой эрозии.

Недавно для предотвращения пылеобразования на открытой площадке хвостохранилища (смесь карбоната натрия и бикарбоната натрия) в Вайоминге использовали полимер гуаровой камеди. Гуаровую смолу получали из гуара (который можно было скармливать скоту). В промышленности её используют в нефтедобыче при бурении для предотвращения потерь жидкости. Она также используется при переработке минеральных полезных ископаемых как флокулянт. При использовании раствора полимера гуаровой камеди, после его контакта с бикарбонатом натрия образовалась связь, которая после высыхания создала корку, устойчивую к ветровой коррозии. Из-за использования полимера оказалась прочной, долговечной, и устойчивой к воздействиям микроорганизмов[10- 41].

Для длительного хранения материала сейчас его обычно сгребают в кучу и утрамбовывают бульдозерами (Рис. 10.13). Такое уплотнение препятствует ветровой эрозии. А для дополнительного предотвращения попадания пыли в воздух могут использоваться покрытия или связующие. Ранее было обнаружено, что для угольных отвалов могут пригодиться восковые смеси (которые плавятся при нагреве до повышенной температуры), и латексные эмульсии полиэтилена и полипропилена; и они могут пригодиться и для других минеральных материалов. При использовании латексных эмульсий покрытие получается тоньше и водопроницаемее, чем при использовании веществ, плавящихся при высокой температуре. Кроме того, при использовании покрытия из латексных эмульсий нужно подготовить поверхность, нанеся на неё мелкодисперсные частицы перед применением эмульсии. Но все покрытия, и из латексной эмульсии, и из плавящегося материала, более эффективно предотвращают образование пыли – и при утрамбовывании материала, и без утрамбовывания. Но после уплотнения - эффективность выше.

Недостатком латексной эмульсии является то, что она может наноситься (только) при температуре выше 10°С (70°F), а расплавляемые составы могут наноситься при любых погодных условиях[10- 42]. Также могут использоваться акриловые полимеры. Но они требуют трёхдневной выдержки для образования корки на поверхности материала. Эти покрытия также очень устойчивы к воздействию ветровой эрозии, за исключением случаев, когда поверхность изменяется при проседании или при образовании трещин. Тогда ветровая эрозия возобновляется так, словно обработка не проводилась[10- 43].

Для уменьшения пылеобразования также может использоваться микропена (micro-foam), особенно – в местах хранения, где (часто) проводится погрузка-выгрузка. Обычная пена, используемая пожарными (с пузырьками размером 5 мм) для предотвращения образования пыли не подходит - тут нужна пена с маленькими пузырьками (<100 мкм). Причина, по которой пена с маленькими пузырьками лучше для борьбы с пылью, схожа с причиной, по которой маленькие капли лучше улавливают пыль, чем крупные (нужно, чтобы размер капель или пузырьков был схож с размером пылинок). Кроме того, для преодоления силы поверхностного натяжения (для) контакта с частицей пыли скорость воды должна быть достаточно большой. Те частицы пыли, которые пробивают пузырьки пены, разрушают пузырьки и частицы смачиваются. Со смачиванием больших частиц проблем не возникает, так как они смачиваются маленькими пузырьками микропены без их (повреждения). Микропена может использоваться в местах перегрузки материала для уменьшения пылеобразования, расход воды около 1.5 л (0.4 gallons) на тонну пересыпаемого материала[10- 44].

На Рис. 10.14 показано использование растительности для предотвращения сдувания почвы ветром во время хранения.
На Рис. 10.15 показано ветрозащитное ограждение дороги, состоящее из забора высотой 0.9-1.5 м, закрывающее дорогу от ветра. Оно улавливает поднятые в воздух частицы.

Заграждения для защиты от ветра[править]

Для защиты от ветра на открытых участках обычно используют растения (травы, кустарники, деревья и т.д.). Эти растения могут расти на краях участка для предотвращения его эрозии, или в виде полосок, идущих через поле[10- 29]. Эффективность улавливания разных видов растений (и различия в оптимальных расстояниях) для частиц менее 10 мкм может быть 35÷80%[10- 45].

Растения могут также расти на заскладированной почве, так как они хорошо растут на ней (Рис. 10.14). Поверхность почвы обычно засеивают после того, как она полностью сложена, и никакие работы уже не проводятся. Растения создают барьер между быстро движущимся воздухом и поверхностью почвы, что мешает уносить её частицы. Растения также препятствуют эрозии при воздействии воды. (Но) большинство материалов – кроме почвы – нельзя защитить от эрозии растениями из-за из неплодородности, и поэтому их нужно увлажнять, или использовать покрытия.

На Рис. 10.16 показано ветрозащитное ограждение места хранения материала, сделанное из обычных стройматериалов.
На Рис. 10.17 показано ветрозащитное заграждение, используемое на открытом участке. Оно состоит из маленьких отдельных кустов.

Для борьбы с эрозией на открытых площадках можно использовать жёсткие ограды, барьеры из снега, ограждения из ткани и др. Чтобы такие ограждения были эффективны, их высота должна быть 0.9÷1.5 м (3÷5 feet)[10- 29]. Такие заборы используют для улавливания унесённой в воздух пыли. При использовании ограждений рядом с дорогами, лучше всего размещать их на расстоянии от дороги, равном 10-20 высоты барьера (Рис. 10.15). Кроме того, для получения оптимальной эффективности у материала барьера должна быть пористость около 30÷50%[10- 45]. Такие ограждения должны ориентироваться перпендикулярно преобладающему направлению ветра (для) уменьшения сальтации на поверхности почвы, и они уменьшают количество уловленных в воздухе частиц (после ограждения) на 90%[10- 46]. Ограждения также могут использоваться в местах хранения материала, но они должны закрывать место хранения полностью, из-за чего получаются слишком большими – но эффективными (Рис. 10.16). Такие ограждения обычно делают из распространённых строительных материалов.


Для предотвращения ветровой эрозии также используют другие барьеры – распределённые в пространстве (dispersed barriers) и земляные банки (earthen banks). Широко распределённые барьеры могут эффективно уменьшать унос почвы ветром до высоты 1.8 м[10- 46]. На Рис. 10.17 показан пример распределённого в пространстве барьера, который состоит из кустов, находящихся на расстоянии 2.3 м рядами, с проходом 9 м. Кусты были защищены от травоядных животных конусами диаметром у основания 20 см, вверху 10 см, и высотой 60 см (8 и 4 дюйма, и 2 фута). Конусы были закреплены на земле с помощью штукатурной проволочной сетки. На открытых участках для эффективного предотвращения ветровой эрозии также можно использовать земляные банки (earthen banks) высотой 60 см (2 feet)[10- 29].

.

ССЫЛКИ

  1. Cole CF, Zapert JG [1995]. Air quality dispersion model validation at three stone quarries. Prepared for National Stone Association, Washington, D.C.
  2. Amponsah-Decosta F, Annegarn HJ [Jan.-March 1998]. Assessment of fugitive dust emissions from an opencast coal mine. J of the Mine Vent Soc of South Africa 51(1):5–11.
  3. Reed WR, Westman EC, Haycocks C [2001]. An improved model for estimating particulate emissions from surface mining operations in the Eastern United States. Securing the Future, International Conference on Mining and the Environment, Proceedings. Skelleftea, Sweden: The Swedish Mining Association, pp. 693–702.
  4. 4,0 4,1 4,2 Reed WR, Organiscak JA [2005]. The evaluation of dust exposure to truck drivers following the lead haul truck. Trans of the Soc of Min, Metal, and Expl, Inc., 318:147–153.
  5. 5,0 5,1 5,2 Organiscak JA, Reed WR [2004]. Characteristics of fugitive dust generated from unpaved mine haulage roads. Int J of Surf Min, Recl, & Environ 18(4):236–252.
  6. Bagnold RA [1960]. The physics of blown sand and desert dunes. London: Methuen & Co. LTD.
  7. Cowherd C, Grelinger MA [1997]. Dust control for prevention of vehicle accidents. Proceedings of the 1997 Air & Waste Management Association's 90th Annual Meeting and Exhibition, Toronto, Ontario, Canada.
  8. 8,0 8,1 Moosmuller H, Varma R, Arnot WP, Kuhns HD, Etyemezian V, Gillies JA [2005]. Scattering cross-section emission factors for visibility and radiative transfer applications: military vehicles traveling on unpaved roads. J of the Air & Waste Man Assoc [http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10473289.2005.10464763#.VQFiD3ysVGs 55(11):1743–1750.
  9. 9,0 9,1 Skorseth K, Selim AA [2000]. Gravel roads, maintenance and design manual. South Dakota Local Transportation Assistance Program, U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration.
  10. 10,00 10,01 10,02 10,03 10,04 10,05 10,06 10,07 10,08 10,09 10,10 10,11 10,12 10,13 Midwest Research Institute [1981]. Dust control for haul roads. U.S. Department of the Interior, Bureau of Mines Open File Report 130–81.
  11. 11,0 11,1 11,2 National Stone Association [1991]. The aggregate handbook. Barksdale RD, editor. National Stone Association, Washington, D.C.
  12. Merritt FS, Loftin MK, Ricketts JT [1996]. Standard handbook for civil engineers, 4th ed. New York: McGraw-Hill.
  13. USBM [1977]. Design of surface mine haulage roads—A manual. By Kaufman WW, Ault JC. U.S. Department of the Interior, Bureau of Mines Information Circular 8758.
  14. James DE, Piechota TC [2008]. Development of improved water spray patterns from construction water trucks. Presentation at Water Smart Innovations Conference and Exposition, Las Vegas, Nevada.
  15. 15,0 15,1 EPA [1998]. Section 13.2.2 Unpaved roads. In: Compilation of Air Pollution Emissions Factors, Vol. I: Stationary Point and Area Sources, 5th Edition AP-42. Research Triangle Park, North Carolina: U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards, Emission Factor and Inventory Group.
  16. 16,0 16,1 16,2 16,3 16,4 16,5 USBM [1983]. Cost effectiveness of dust control used on unpaved haul roads, Vol. 1 results, analysis, and conclusions. By Rosbury KD, Zimmer RA. U.S. Department of the Interior, Bureau of Mines Open File Report 106–85.
  17. 17,0 17,1 Cowherd C, Mulesky GE, Kinsey JS [1988]. Control of open fugitive dust sources. Environmental Protection Agency Contract No. 68–02–4395, Midwest Research Institute Project No. 8985–14, Research Triangle Park, North Carolina: U.S. EPA, Office of Air & Radiation, Office of Air Quality Planning and Standards.
  18. 18,0 18,1 USBM [1987]. Fugitive dust control for haulage roads and tailings. By Olson KS, Veith DL. U.S. Department of the Interior, Bureau of Mines Report of Investigations 9069.
  19. Gillies JA, Watson JG, Rogers CF, DuBois D, Chow JC [1999]. Long-term effectiveness of dust suppressants to reduce PM10 emissions from unpaved roads. J of Air & Waste Man Assoc 49(1):3–16.
  20. Watson JG, Rogers CF, Chow JC, DuBois D, Gillies JA, Derby J, Moosmuller H [1996]. Effectiveness demonstration of fugitive dust control methods for public unpaved roads and unpaved shoulders on unpaved roads. Final Report, DRI Document No. 685–5200.1F1, Prepared for California Regional Particulate Air Quality Study, Sacramento, California: California Air Resources Board.
  21. Countess Environmental [2006]. WRAP fugitive dust handbook. WGA Contract #: 30204–111. Western Governors Association, Denver, Colorado.
  22. 22,0 22,1 22,2 22,3 22,4 Chepil WS [1958]. Soil conditions that influence wind erosion. U.S. Department of Agriculture Technical Bulletin 1195.
  23. Blue Skies Campaign, Arizona [2010]. Quick reference dust control guide. Arizona Department of Transportation, Air Quality Planning, Research, Final Project Reports, Dust Control Training Templates BlueSkies Summary Sheet. Date accessed: December 3, 2010.
  24. 24,0 24,1 Chekan GJ, Cecala AB, Colinet JF [2003]. An evaluation of cab filtration and pressurization systems: two case studies. Proceedings of the Environment, Safety & Health Forum and Expo, Alexandria, VA: National Stone, Sand, and Gravel Association (www.nssga.org), pp. 114-129.
  25. Organiscak JA, Page SJ [1999]. Field assessment of control techniques and long-term dust variability for surface coal mine rock drills and bull dozers. Int J of Surf Min, Recl, & Environ. 13(4):165–172.
  26. Chekan GJ, Colinet JF [2003]. Retrofit options for better dust control—cab filtration, pressurization systems prove effective in reducing silica dust exposures in older trucks. Aggregates Manager 8(9):9–12.
  27. Zingg AW [1951]. Evaluation of the erodibility of field surfaces with a portable wind tunnel. Soil Sci Soc of Amer Proc, pp. 11–17.
  28. Chepil WS, Woodruff NP [1955]. How to reduce dust storms. Agricultural Experiment Station Circular 318. Kansas State College of Agriculture and Applied Science, Manhattan, Kansas.
  29. 29,0 29,1 29,2 29,3 Woodruff NP, Lyles L, Siddoway FH, Fryrear DW [1977]. How to control wind erosion. U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service, Agriculture Information Bulletin No. 354.
  30. Fryrear DW, Skidmore EL [1985]. Chapter 24, methods for controlling wind erosion. s and playas. SME Annual Meeting, Denver, Colorado, 2004 SME Preprint #04–89. Littleton, Colorado.
  31. Woodruff NP [1966]. Wind erosion mechanics and control. Proc First Pan Amer Cong of Soil Cons, Sao Paulo, Brazil, pp. 253–262.
  32. 32,0 32,1 Hagen LJ, Armbrust DV [1992]. Aerodynamic roughness and saltation trapping efficiency of tillage ridge. Trans of the Am Soc of Agric Engrs 35(4):1179–1184.
  33. Lyles L, Schrandt RL, Schmeidler F [1974]. How aerodynamic roughness elements control sand movement. Trans of the Amer Soc of Agric Engrs 17(1):134–139.
  34. Chepil WS, Woodruff NP, Siddoway FH, Fryrear DW, Armbrust DV [1963]. Vegetative and nonvegetative materials to control wind and water erosion. Soil Sci Soc of Amer Proc 27(1):86–89. Ссылка
  35. Chepil WS [1957]. Erosion of soil by wind. In: 1957 Yearbook of Agriculture, pp. 308–314. U.S. Department of Agriculture.
  36. Chepil WS [1956]. Influence of moisture on erodibility of soil by wind. Soil Sci Soc of Amer Proc 20(2):289–292. Ссылка.
  37. Cowherd C, Grelinger MA [1996]. High-wind failure of soil moisture as a wind erosion control. Air and Waste Management Association, 89th Annual Meeting & Exhibition, Nashville, Tennessee. Paper No. 96-TP40.04. Air & Waste Management Association.
  38. 38,0 38,1 Diouf B, Skidmore EL, Layton JB, Hagen LJ [1990]. Stabilizing fine sand by adding clay: Laboratory wind tunnel study. Soil Tech 3:21–31.
  39. Armbrust DV, Dickerson JD [1971]. Temporary wind erosion control: cost effectiveness of 34 commercial materials. J of Soil and Water Cons 26(4):154–157.
  40. Lyles L, Armbrust DV, Dickerson JD, Woodruff NP [1969]. Spray-on adhesives for temporary wind erosion control. J of Soil and Water Cons 24(5):190–193.
  41. Fuller J, Marsden L [2004]. Practical dust control agent and applications for alkaline ponds and playas. SME Annual Meeting, Denver, Colorado, 2004 SME Preprint #04–89. Littleton, Colorado.
  42. Kromrey RV, Scheffee RS, DePasquale JA, Valentine RS [1978]. Development of coatings for protection of coal during transport and storage. NTIS COO–4632–2. Prepared for U.S. Department of Energy, Division of Environmental Control Technology, Atlantic Research Corporation, Alexandria, Virginia.
  43. Smitham JB, Nicol SK [1991]. Physico-chemical principles controlling the emissions of dust from coal stockpiles. Powder Tech 64(3):259–270.
  44. Eslinger M [1997]. Controlling fugitive dust emissions with a foam suppression system. Cer Ind 147(7):S3–S5.
  45. 45,0 45,1 Hagen LJ, Skidmore EL [1977]. Wind erosion and visibility problems. Trans of the Am Soc of Agric Engrs 20(5):898–903.
  46. 46,0 46,1 Grantz DA, Vaughn DL, Farber RJ, Kim B, Ashbaugh L, VanCuren T, and Campbell R. [1998]. Wind barriers suppress fugitive dust and soil-derived airborne particulates in arid regions. J of Environ Qual 27(4):946–952.

Словарь[править]

(Назад к оглавлению)

Abrader – устройство, используемое для создания борозд.
Accelerated silicosis – Ускоренный силикоз – разновидность силикоза, который развивается при вдыхании кристаллического кварца при большой концентрации в течение 5-10 лет после начала воздействия. “Обычный” хронический силикоз проявляется путём появления узелков – как и при ускоренном силикозе, но последний развивается всего за 5-10 лет и усиливается значительно быстрее, чем обычный хронический силикоз.
Access road - Вспомогательная дорога – второстепенная дорога, которая обычно не используется для перевозки материала или продукции, а лишь для эксплуатационных “сервисных” нужд.
Acute silicosis – Острый силикоз – разновидность силикоза, которая развивается при воздействии уникально больших и кратковременных концентраций пыли респирабельного (мелкодисперсного) кристаллического кварца. Симптомы появляются через небольшой интервал времени после начала воздействия, от нескольких недель до 4-5 лет. В отличие от обычных проявлений силикоза в виде образования узелков, при остром силикозе происходит заполнение альвеолярной части лёгких жидкостью, содержащей жиры и белки. Из-за этого проявления такое заболевание имеет второе название – силикопротеиноз (silicoproteinosis). Это заболевание обычно приводит к смерти больного, иногда всего лишь через несколько месяцев после постановки диагноза.
Aerodynamic diameter – Аэродинамический диаметр (частицы) – диаметр эквивалентной сферической частицы, состоящей из материала плотностью 1000 кг/м3 (плотность воды), которая в неподвижном спокойном воздухе будет оседать с той же скоростью, что и рассматриваемая частица. Хотя обычно частицы пыли имеют не круглую и разнообразную форму, показатель “аэродинамический диаметр” позволяет учитывать инерционные, массовые и аэродинамические свойства частиц разной формы, разного размера и из разного материала при их движении (как будто они сферические), и сравнивать разные частицы друг с другом.
Agglomeration – Столкновение с последующим соединением – процесс объединения мелких частиц в более крупные, тяжёлые (коагуляция). При использовании распыления воды для улавливания витающей пыли происходит столкновение капель с пылинками, их объединение, укрупнение и осаждение из воздуха.
Air atomizing – Пневматическое распыление жидкости – смешивание сжатого воздуха с жидкостью для дробления жидкости на капли с требуемым фракционным составом.
Airborne dust prevention - Предотвращение попадания пыли из материала в воздух.
Airborne dust suppression – Осаждение пыли – способ борьбы с пылью после её попадания в воздух. Для улавливания витающей пыли может распыляться вода, капли которой сталкиваются с пылинками, слипаются и выпадают из воздуха.
Air quantity – Расход воздуха – количество (объём) воздуха, используемого для вентиляции помещения или оборудования, с учётом скорости его движения и площади сечения воздуховода. Измеряется в м3/с, м3/час, cubic feet of air per minute (cfm).
Air to cloth ratio – Отношение расхода воздуха к площади фильтровальной ткани, скорость фильтрации – в тканевых пылеуловителях этот параметр используется для описания нагрузки на фильтровальную ткань (сколько воздуха пройдёт через единицу площади ткани, скорость движения фильтруемого воздуха через ткань).
Air velocity – Скорость воздуха – скорость перемещения воздуха в открытом пространстве или в трубе воздуховода, измеряется в м/с (feet per minute ft/min).
Annulus – Кольцеобразная полость между буром и стенками скважины.
Armoring – Защита от ветровой эрозии – процесс, при котором большие частицы остаются (на поверхности) после разрушения и уноса мелких. После этого оставшиеся большие частицы начинают препятствовать продолжению эрозии.
Articulated loading spout positiner – Шарнирно закреплённые загрузочное устройство - механическое устройство для перемещения материала к месту его выгрузки в ёмкость (транспортного средства), которое может перемещаться в горизонтальном направлении вправо-влево и вперёд-назад так, чтобы точно совместиться с проёмом для подачи материала в загружаемую ёмкость.
Atomization – Распыление – процесс дробления потока жидкости на капли.
Autogenous grinding – Самоизмельчение – измельчение частиц материала при ударах и истирании крупных частиц самого материала друг о друга, то есть - без использования шаров или стержней.
Axial-flow fan – Осевой вентилятор – вентилятор, который перемещает воздух в направлении оси вращения своего рабочего колеса. Существуют осевые вентиляторы пропеллерного типа, канальные вентиляторы (tubeaxial), канальные вентиляторы с поджатием потока (vaneaxial) и двухступенчатые осевые вентиляторы.
Back-flushing – Обратная продувка – способ регенерации фильтровальной ткани (удаления накопившейся уловленной пыли) за счёт подачи чистого воздуха в направлении, противоположном направлению движения очищаемого запылённого воздуха через ткань.
Bagging – Фасовка – размещение продукта в мешки для последующей перевозки потребителю.
Baghouse collector – Тканевый рукавный фильтр – тип пылеуловителя, в котором для улавливания частиц загрязнённый воздух прокачивается через фильтровальную ткань, сделанную в виде рукавов.
Bag perforations – Перфорация мешка для фасовки – использование отверстий в оболочке мешка для фасовки продукта, которые позволяют воздуху выходить из мешка (при его вытеснении загружаемым продуктом), что предотвращает разрыв мешка избыточным внутренним давлением.
Bag valve - Клапан фасовочного мешка – рукав (втулка) у отверстия мешка, находящийся внутри мешка для фасовки материала, который позволяет вставлять в мешок 25 или 50 кг наконечник устройства для подачи фасуемого материала при его наполнении, и закрывать отверстие после завершения наполнения (за счёт давления размещённого в мешке продукта на клапан - изнутри).
Bailing airflow – Расход продувочного воздуха – расход сжатого воздуха, подаваемого в скважину по полому буру для удаления из скважины частиц разрушенной породы.
Blowback – Обратный вынос продукта из заполняемого фасовочного мешка – вынос продукта через проём в мешке (клапан, через который заполняется мешок) при фасовке.
Bonding strength – Прочность связи – способность материала прилипать, прикрепляться к самому себе и к другим материалам.
Capture velocity – Скорость захвата – та скорость воздуха, которая необходима для захвата пыли, попавшей в воздух из источника пыли, и перемещения запылённого воздуха во всасывающее отверстие вентиляционной системы. Измеряется в м/с (feet per minute ft/min).
Capturing hood – Всасывающий вентиляционный зонт, укрытие, кожух – входное отверстие воздуховода специальной формы. Размещается максимально близко к источнику пыли для эффективного захвата запылённого воздуха и направления его в воздуховоды вентиляционной системы (в направлении к вентилятору и пылеуловителю).
Carryback – Падение материала с холостой ветки ленты конвейера – падение материала, прилипшего к конвейерной ленте (ленточного транспортёра) на её несущей стороне после прохождения ленты через ведущий ролик.
Cartridge collector – Картриджный тканевый фильтр – пылеуловитель, в котором для очистки воздуха от пыли загрязнённый воздух прокачивается через фильтровальную ткань. Отличается от рукавных фильтров тем, что ткань размещена в устройстве не в виде цилиндрических рукавов, а в картриджах – со складками для увеличения площади фильтра в том же объёме.
Centrifugal collector – Центробежный пылеуловитель – газоочистное устройство, использующее для очистки воздуха от пыли центробежную силу. Другое название – циклон.
Centrifugal fan – Радиальный вентилятор – вентилятор, в котором воздух входит во вращающееся рабочее колесо и выбрасывается его лопатками в радиальном направлении внутри корпуса вентилятора. Лопатки рабочего колеса радиального вентилятора могут быть загнуты назад, или вперёд, или направлены по радиусу.
Chimney effect – “Эффект камина” – тенденция нагретого воздуха или газа подниматься вверх и проходить через проёмы – как в камине – из-за его относительно меньшей плотности по сравнению с окружающим холодным воздухом.
Chronic silicosis – Хронический силикоз – медленно развивающаяся узелковая форма силикоза, которая обычно возникает после длительного (10-30 лет) воздействия респирабельной пыли кристаллического кварца.
Coanda effect – Эффект Коанда – тенденция движущейся струи жидкости или газа “прилипать”, отклоняться в сторону близлежащей поверхности и при определённых условиях следовать вдоль неё.
Collaring – Разбуривание – начальный этап бурения скважины, при котором образуется начало, или устье (collar) отверстия.
Contact angle – Угол смачивания – угол между поверхностями жидкости и твёрдого тела в месте их контакта.
Control efficiency – Показатель эффективности – показатель, который обычно выражают в процентах при сравнении двух численных занчений результатов.
Crown – “Корона” – форма поперечного сечения дороги, при котором её средняя часть находится выше всех, а дорожное полотно сделано с уклоном (для стекания воды вбок в придорожную канаву).
Cure – Упрочнение (дороги) – использование химических добавок для увеличения прочности основы.
Cuttings – Продукты разрушения породы в забое – частицы, образующиеся при бурении скважины, обычно маленького размера.
Cyclone – Циклон – пылеуловитель цилиндрической и/или конической формы, использующий для осаждения частиц из потока воздуха центробежную силу. Хорошо улавливает крупные частицы, частично улавливает среднедисперсные частицы, а мелкодисперсную пыль практически не улавливает.
Deliquescent – Растворимость – способность материала поглощать влагу из воздуха и переходить в жидкое состояние.
Depth loading - Улавливание частиц по всей толщине фильтровальной ткани – в тканевых пылеуловителях этот термин описывает улавливание частиц, которое происходит не только на поверхности фильтровального материала, но и по всей глубине. Для получения оптимальной эффективности (допускается) накопление пыли на волокнах в глубине ткани. Это увеличивает эффективность очистки воздуха. Для этого допускается проникание пыли вглубь фильтровальной ткани.
Diffusion – Диффузия – тенденция частиц пыли перемещаться из мест с большой концентрацией в места с маленькой концентрацией. В вентиляционных системах это часто происходит при смешивании запылённого воздуха с чистым воздухом.
Drifter drill – Самоходная буровая установка для бурения горизонтальных шпуров под землёй.
Drill deck (drill table) – Платформа буровой установки – на буровой установке это платформа, которая находится на высоте 60÷90 см (2÷3 ft) над поверхностью земли рядом с кабиной оператора. Используется для того, чтобы у оператора был доступ к буровой колонне (для наращивания буровых труб или замены долота).
Drill rods - Буровая штанга – металлические стержни, используемые для соединения вращающегося долота и двигателя при бурении скважин.
Dual-nozzle bagging system – Двухсопловая система наполнения мешков – разновидность наконечника для подачи материала в 25 и 50-кг мешки. Состоит из двух соосных труб. Внутренняя трубка используется для подачи материала в мешок, а наружная – для удаления запылённого воздуха, вытесняемого из мешка загружаемым материалом.
Dust – Пыль – маленькие твёрдые частицы, которые часто образуются при механическом разрушении более крупных частиц.
Dust collector – Пылеуловитель – устройство для очистки воздуха от твёрдых частиц.
Dust collector airflow - Расход воздуха у пылеуловителя – количество воздуха, пропускаемое через пылеуловитель за единицу времени.
Dust collector airflow to bailing airflow ratio – Отношение расходов воздуха: отсасываемого и подаваемого для продувки скважины – отношение расхода воздуха, отсасываемого пылеулавливающей системой буровой установки из-под укрытия под буровой платформы к расходу сжатого воздуха, подаваемого по полому буру для уноса из скважины разрушенной породы.
Dust suppressants - Пылеподавители – химические вещества или материалы, наносимые на поверхность проезжей части для улучшения прилипания пыли для уменьшения попадания пыли в воздух.
Elastic limit – Предел упругой деформации – максимальное усилие, которое можно приложить к материалу так, что это не приведёт к появлению постоянной сохраняющейся остаточной деформации.
Electrostatic charge - Электростатический заряд – физическое (электрическое) свойство пыли, которое приводит к тому, что электрическое поле может воздействовать на частицу, создавая силу, перемещающую частицу на осадительный электрод (с противоположным знаком заряда, или заземлённый) в пылеуловителе.
Electrostatic precipitator – Промышленный электрофильтр – пылеуловитель, использующий для очистки воздуха от частиц электрические силы, перемещающие пылинки из потока на осадительные электроды.
Elutriation – Сепарация – отделение лёгких (мелкодисперсных) частиц от крупных при относительно медленном движении воздуха (например – в начальном вертикальном участке воздуховода модифицированной низкоскоростной вентиляционной системы).
Enclosing hood – Кожух, укрытие – оболочка, которая частично или полностью закрывает область пространства (или оборудование) для изоляции источника пыли и/или для улавливания частиц пыли, попавших в воздух, и предотвращающий их распространение в воздух рабочей зоны в шахте или на предприятии.
End-dumping - Распределение материала, высыпаемого самосвалом – процесс распределения материала (обычно гравия или песка) путём прямого высыпания из кузова самосвала. Другое название процесса - "tailgating".
Entrainment – Отрыв и унос частиц – отрыв частиц от поверхности твёрдого материала и его вовлечение в движение воздуха.
Epitropic fiber – Антистатические волокна – волокна, в поверхности которых есть частицы, добавленные для изменения свойств волокон (обычно для увеличения электропроводности). Обычно для такой модификации свойств волокон используют уголь, графит и волокна из нержавеющей стали.
Exhaust - Вытяжка – вентиляционная система, предназначенная для удаления воздуха в атмосферу за счёт использования источника энергии (обычно вентилятора).
Exhaust ventilation system - Вытяжная вентиляционная система – инженерная система, предназначенная для прокачивания воздуха через сеть воздуховодов за счёт вентилятора.
Flexible Intermediate Bulk Containers (FIBCs) – Мягкий контейнер, “биг-бэг” – большие ёмкости для продукта, вмещающие 500 кг материала и более, и используемые для перевозки сыпучих продукта к потребителям. Другие названия: "bulk bags", "mini bulk bags", "semi-bulk bags" и "big bags".
Fogger spray – Генератор водяного тумана – устройство, в котором сжатый воздух и вода пропускаются через сопло для создания тумана в определённом месте с целью улавливания витающей пыли.
Freeboard – Высота борта кузова над поверхностью материала в кузове - расстояние от верхнего края кузова самосвала до верхней точки погруженного в кузов материала.
Fugitive dust - Попавшая в воздух пыль – твёрдые частицы, находящиеся в воздухе в виде суспензии, и попавшие в воздух из любого источника пыли.
Gradation – Градация, фракционный состав – распределение по размерам частиц материала в смеси, содержащей частицы разного размера.
Gravity separator - Гравитационный пылеуловитель – пылеуловитель, в котором для улавливания крупнодисперсной пыли используется сила тяжести. Состоит из большой камеры, в которой скорость воздуха уменьшается настолько, что крупные частицы успевают осесть и достичь дна. Также называется "drop-out box" – ящик-осадитель.
Haul road – Дорога для перевозок материала (основная дорога) – при добыче полезных ископаемых открытым способом это дорога, используемая для перевозки руды от места добычи к месту переработки. Для перевозки обычно используются большие внедорожные карьерные самосвалы.
Hydraulic (airless) atomization – Гидравлическое (безвоздушное) распыление (воды) – распыление воды, проводимое за счёт её прокачивания через сопло известного диаметра при определённом давлении.
Hydraulic flat fan nozzles – Сопло с веерным факелом, “струйный вентилятор” – сопло, которое используется для распыления воды (для перемещения запылённого воздуха в требуемом направлении, для смачивания материала или для улавливания витающей пыли). Сопло создаёт веерообразный (сплошной) в сечении факел капель. При одинаковом расходе воды сопла с веерным факелом обычно создают капли большего размера, чем сопла другой конструкции, и их используют при разных расходах воды и разном угле раскрывания факела – обычно в ограниченном пространстве.
Hydraulic full cone nozzles - Сопло с полным конусом – сопло, которое используется для распыления воды (для смачивания материала или для улавливания витающей пыли) для создания круглого (сплошного) в сечении факела капель. При одинаковом расходе воды сопла с полным конусом обычно создают капли большего размера, чем сопла другой конструкции, и их используют при разных расходах воды и разном угле раскрывания факела так, что обеспечивается большая скорость на большом расстоянии от форсунки.
Hydraulic hollow cone nozzles – Сопло с полым конусом – сопло, которое используется для распыления воды (для смачивания материала или для улавливания витающей пыли) для создания круглого (кольцеобразного) в сечении факела капель. При одинаковом расходе воды сопла с полым конусом обычно создают капли меньшего размера, чем сопла другой конструкции.
Hydrogen embrittlement - Водородное охрупчивание - процесс, при котором металл (высокопрочная сталь) может стать хрупкой и разрушиться из-за изменения свойств при попадания в неё водорода.
Hygroscopic – Гигроскопичность – способность пыли поглощать воду из воздуха.
Impact plate – Направляющая поверхность – при перемещении материала эта поверхность (пластина) используется для регулирования направления движения и скорости материала.
Impingement plate scrubber - Скруббер с отбойниками – мокрый пылеуловитель, в котором запылённый воздух движется вверх через отверстия в (горизонтальной) перфорированной пластине, на которой (давлением проходящего запылённого воздуха) удерживается слой воды.
Induction – Вовлечение в движение – перемещение воздуха или материала, которое передаёт достаточно большой импульс окружающему воздуху для его вовлечение в движение вместе с движущимся материалом или движущимся воздухом.
Inhalable dust - Ингалябельная пыль, вдыхаемая пыль – доля пыли, находящейся в воздухе во взвешенном состоянии, которая соответствует частицам, которые при вдыхании с наибольшей вероятностью осядут на участке от рта и горла до нижних частей лёгких. У измерительных приборов, улавливающих вдыхаемую пыль, эффективность улавливания зависит от аэродинамического диаметра частиц: от 50% для частиц 100 мкм до почти 100% у частиц меньших 1 мкм.
Inlet loading – Концентрация пыли во всасываемом в вентиляционную систему загрязнённом воздухе.
Intake air – Приточный воздух – в вентиляционных системах это чистый воздух, подаваемый для возмещения удаляемого загрязнённого воздуха.
Laminar – Ламинарное (течение воздуха) – не-завихрённое движение воздуха струйками, параллельно, без пересечения линий тока.
Local exhaust ventilation (LEV) – Местный вентиляционный отсос – часть вентиляционной системы, используемая для захвата и уноса пыли от её источника (обычно к пылеуловителю). За счёт всасывания воздуха в помещении создаётся поток воздуха в сторону отсоса, и этот поток собирает загрязнённый воздух, направляет его к входному всасывающему отверстию вентиляционной системы, и затем воздух по воздуховодам направляется к (пылеуловителю) и вентилятору, создающему разрежение для описанного перемещения воздуха.
Makeup air – Приточный, “подпитывающий” воздух - в вентиляционных системах это чистый воздух, который нужно подавать (в помещение) взамен загрязнённого воздуха, удалённого местным вентиляционным отсосом или общеобменной вентиляцией.
Mechanical shaker collector – Пылеуловитель с регенерацией фильтровальной ткани отряхиванием - пылеуловитель, использующий фильтровальную ткань в виде рукавов для улавливания пыли, и использующий механическое отряхивание рукавов для удаления с них слоя накопившейся уловленной пыли.
Musculoskeletal Disorder (MSD) – Заболевания опорно-двигательной системы – проблемы со здоровьем, относящиеся к мышцам, суставам, сухожилиям, связкам и нервам. Если эти заболевания профессионально-обусловленные, то они связаны с характером физической работы и условиями работы.
Open structure building design – Здание открытой конструкции – производственное здание, не имеющее наружных стен для уменьшения концентрации респирабельной пыли за счёт разбавления и уноса запылённого воздуха окружающим чистым воздухом. Отсутствие стен также снижает уровень шума в здании.
Overhead Air Supply Island System (OASIS) – Воздушный душ – система очистки и подачи воздуха, которая находится над рабочим и закреплена в постоянном положении (возможно – на подвижном оборудовании, проходческом комбайне, буровой установке и др.). OASIS всасывает загрязнённый воздух, очищает его, и подаёт на рабочее место сверху вниз для изоляции рабочего от окружающего загрязнённого воздуха.
Palletizing - Паллетизирование – при переработке минеральных полезных ископаемых это обычно означает укладку мешков на паллеты (обычно вес мешков 50÷100 кг) для последующей перевозки к потребителю.
Percussion drilling – Ударное бурение – способ создания скважины в горной породе за счёт вращательного движения и давления, при котором используется пневматический бур с поршнем, который создаёт удары по колонне буровых труб или по снаряду, находящемуся в забое.
Pitot tube – Трубка Пито – устройство для измерения давления, который обычно состоит из двух концентрических трубок, и может использоваться вместе с манометром для измерения статического давления (SP), скоростного напора (VP) и полного давления (TP) движущегося воздуха (например - в воздуховоде).
Protection factor – Коэффициент защиты – величина, сравнивающая концентрации пыли (отношение наружной концентрации в внутренней, например – внутри кабины).
Push-pull ventilation system - Сдувающе-всасывающая вентиляционная система – метод улавливания пыли, попавшей в воздух, в котором сопло создаёт струю воздуха, движущуюся через пространство, где находится запылённый воздух. Струя увлекает запылённый воздух в сторону от источника пыли, и по направлению к всасывающему отверстию местного вентиляционного отсоса. Это позволяет удалять запылённый воздух из тех мест, где нельзя разместить всасывающее отверстие вентиляционной системы достаточно близко к источнику пыли.
Respirable dust – Респирабельная пыль – часть пыли, находящейся в воздухе во взвешенном состоянии, которая соответствует по размерам тем частицам, которые при вдыхании способны проникнуть глубоко в органы дыхания и способны достичь альвеол. У устройств, предназначенных для измерения концентрации респирабельной пыли в воздухе, избирательная способность улавливать частицы. Например, они задерживают лишь 1% крупных частиц 10 мкм, и задерживают почти 100% мелких частиц (<1 мкм), потому что мелкие частицы чаще достигают альвеол.
Reverse air collector – Рукавный фильтр с обратной продувкой - пылеуловитель, использующий для улавливания пыли фильтровальную ткань в виде рукавов. В таком устройстве для регенерации фильтровальной ткани используется кратковременная подача чистого воздуха в направлении, противоположном направлению движения очищаемого воздуха. Для подачи чистого воздуха в рукава (при регенерации) используется подвижная насадка.
Reverse jet collector, pulse jet collector – Рукавный фильтр с импульсной обратной продувкой – пылеуловитель, использующий для улавливания пыли фильтровальную ткань (обычно в виде рукавов). Для удаления накопившейся на фильтровальной ткани пыли используется кратковременная импульсная (~0.2 сек) подача (удар) сжатого воздуха в направлении, противоположном направлению движения очищаемого воздуха.
Roof ventilators – Крышные вентиляторы – осевые или радиальные вентиляторы, устанавливаемые на крыше здания, и используемые для удаления воздуха из-под крыши в атмосферу.
"Rooster tail" – “Петушиный хвост” – просыпание продукта из наконечника для подачи материала в мешок (в фасовочной машине) и из клапана мешка, которое происходит при вынимании мешка из фасовочной машины и вынимании сопла из клапана.
Rotary drilling – Вращательное бурение - способ создания скважины, при котором разрушение породы достигается за счёт сочетания вращения и большого давления на колонну буровых труб, на конце которых закреплено шарошечное долото.
Saltation – Сальтация - скачкообразное перемещение частиц почвы или песка под воздействием ветра.
Scarify – Скарификация грунта – разрезание пласта грунта на поверхности.
Semi-autogenous – Полу-самоизмельчение – измельчение кусков, частиц материала за счёт ударов и истирания о большие куски самого материала, и использовании мельничных шаров и стержней для создания дополнительных сил для разрушения.
Silicosis – Силикоз – неизлечимое и необратимое заболевание лёгких, относится к пневмокониозам. Развивается при накоплении в лёгких мелкодисперсной (респирабельной) пыли кристаллического кварца в определённом количестве (то есть – риск заболевания определяется не столько концентрацией, сколько накопленной в лёгких дозой пыли). Развитие заболевания зависит от индивидуальных особенностей организма, и на начальных этапах не имеет конкретных специфичных проявлений. Может произойти через много лет после прекращения работы в условиях чрезмерной запылённости.
Skirting – Боковые оградительные планки - у ленточных конвейерных линий это вертикальные или наклонные пластины, являющиеся продолжением (боковых) стенок загрузочного лотка. Они используются для ограничения распространения насыпаемого на ленту конвейера материала или руды в боковых направлениях, то есть определяют расположение материала на ленте. В загрузочных лотках установка полос прорезиненной конвейерной ленты или ткани создаёт физическую преграду (за счёт контакта с насыпанным материалом) и препятствует распространению пыли, попадающей в воздух при падении продукта.
Spoon – Направляющая для материала – при перемещении материала эта изогнутая пластина отклоняет его движение в нужную сторону.
Spray tower scrubber – Скруббер с разбрызгивающим устройством, орошением – тип мокрого пылеуловителя, в котором в камере орошения капли воды падают вниз под действием силы тяжести, а поток запылённого воздуха движется вверх. Капли сталкиваются с крупными и частично с более мелкими частицами пыли, и улавливают их. Мелкодисперсная пыль практически не улавливается.
Spreader box – Приспособление для строительства дорог – приспособление, используемое для распределения материала для строительства дороги (обычно гравия или песка) однородным ровным слоем. Обычно это приспособление делают в виде ящика, и прицепляют его к самосвалу сзади так, что высыпаемый самосвалом материал попадает в ящик, из которого распределяется по дороге ровным слоем.
Static pressure (SP) – Статическое давление – в вентиляции это величина относительного давления в воздуховоде по отношению к давлению атмосферы. Статическое давление может принимать как положительные, так и отрицательные значения. При сложении со скоростным напором (динамическим давлением) (VP) даёт полное давление (TP) в воздуховоде вентиляционной системы.
Stoper drill – Буровая (установка) для вертикального подземного бурения кровли.
Sub – Переходный участок бура между наконечником (коронкой) и основной частью буровой колонны, обычно его длина 60-90 см. Изготавливается из той же стали, что и бур.
Subbase – Основа – при строительстве дорого это слой между дорожным покрытием и земляным полотном.
Subgrade – Земляное полотно - это подложка, основа (из почвы или горных пород), которая является фундаментом дороги. Она поддерживает (вышележащие слои), на которые давят автомобили.
Surface loading – Улавливание частиц на поверхности фильтровальной ткани – в тканевых пылеуловителях этот термин описывает улавливание частиц, которое происходит не в глубине фильтровального материала, а на его поверхности, в том числе при использовании как улавливающей среды слоя ранее уловленной пыли.
Surface roughness – Шероховатость поверхности – при эрозии почвы под воздействием ветра это качественный показатель неровности поверхности земли. Чем больше неровность, тем слабее эрозия при воздействии ветра.
Surfactants – Поверхностно – активные вещества ПАВ – вещества, которые при добавлении к воде уменьшают её поверхностное натяжение так, что она лучше смачивает пыль и материал.
Table bushing – Уплотнение платформы буровой установки – уплотнение, используемое для предотвращения распространения пыли через отверстие в платформе буровой установки, сквозь которое проходит буровая колонна.
Tilt sensor - Поворотный датчик – в устройствах для подачи материала в ёмкости транспортных средств (для перевозки на большие расстояния) используется датчик, который при небольшом количестве материала висит вертикально, а при насыпании “конуса”, достигающего конца устройства подачи материала, отклоняется этим конусом вбок. При отклонении датчика на заранее установленную величину (например – 15 градусов) подаётся сигнал поднимать конец загрузочного устройства выше.
Total pressure (TP) – Полное давление – для воздуховодов вентиляционных систем полное давление – это сумма статического (SP) и динамического (скоростной напор VP) давлений.
Total structure ventilation system – Общеобменная вентиляция – использование вытяжных вентиляторов в верхней части стен здания или на крыше для создания потока чистого воздуха, притекающего в здание в его нижней части, который уносит и разбавляет запылённый воздух.
Total suspended solids – Общая масса частиц пыли – термин, используемый при оценке качества воздуха для обозначения всех частиц пыли (любого размера).
Tri-cone roller bit – Шарошечное долото с тремя шарошками – вращающийся наконечник бура с тремя вращающимися конусами. При вращении наконечника бура конусы наконечника, сделанные с добавлением твёрдосплавных компонент, вращаются, перекатываясь по поверхности забоя, разрушая породу на мелкие частицы. При использовании трёхшарошечного долота нужно прикладывать большое осевое усилие к буру.
Velocity pressure (VP) – Скоростной напор, Динамическое давление – в вентиляционных системах это то давление, которое необходимо для разгона воздуха от состояния покоя до той скорости, с которой он движется в данном месте воздуховода. Добавление скоростного напора к статическому давлению (SP) даёт полное давление (TP) в данном месте воздуховода
Venturi eductor – Эжектор Вентури – в пневмотранспортных системах это устройство, которое преобразует энергию струи вытекающего воздуха в разрежение, используемое для всасывания материала в трубопровод пневмотранспортной системы.
Venturi effect – Эффект Вентури – уменьшение статического давления жидкости или газа, текущих через сужение.
Venturi scrubber - Скруббер Вентури – мокрый пылеуловитель, состоящий из трубки Вентури и сепаратора для отделения капель воды.
Water cartridges - Ёмкость с водой – при проведении взрывных работ используют ёмкость из пластикового мешка или жёсткую пластиковую ёмкость, наполненную водой и закладываемую в отверстие со взрывчатым веществом (ближе к поверхности, после закладки взрывчатого вещества). При взрыве вода из ёмкости уменьшает попадание пыли в воздух.
Water separator sub – Сепаратор для воды – короткий участок буровой колонны между наконечником и основной частью колонны, используется для отделения воды от продувочного воздуха для предотвращения попадания воды (за счёт инерции) на наконечник бура.
Wearing surface - Дорожное покрытие – верхний наружный слой дороги, с которым соприкасаются колёса транспортных средств.
Wet cyclone scrubber – Циклон с водяной плёнкой ЦВП – мокрый пылеуловитель, использующий для улавливания крупно- и среднедисперсной пыли центробежную силу, перемещающую частицы на стенки циклона, покрытые плёнкой текущей воды. Вода на стенках не даёт частицам отскакивать при ударах о стенки, и степень очистки значительно выше, чем у “сухого” циклона. Но очень мелкая пыль почти не улавливается.
Wet drilling – Бурение с промывкой – при проведении буровых работ на поверхности это впрыскивание воды в воздух, подаваемый для удаления разрушенной породы из скважины (добавка воды приводит к улавливанию пыли).
Wet scrubber - Мокрый пылеуловитель – газоочистное устройство, используемое для улавливания частиц. В этом устройстве для улавливания и удержания пыли используется вода или другая жидкость.
Wet spray systems – Распыление воды для обеспыливания - система форсунок для распыления воды, используемая для смачивания частиц пыли так, чтобы увеличение массы каждой из пылинок мешало им попасть в воздух.
Windrow – Длинная полоса/гребень из насыпанного материала.


NIOSH - Обеспечение сбережения народа за счёт проведения исследований и профилактики для создания безопасных и здоровых условий труда для всех людей.

Для получения документов Национального института охраны труда (NIOSH), или получения дополнительной информации по вопросам охраны труда и техники безопасности, обратитесь в Институт:
1–800–CDC–INFO (1–800–232–4636) TTY: 1–888–232–6348 e-mail: cdcinfo<собока>cdc.gov
Или посетите сайт NIOSH: www.cdc.gov/niosh.
Вы можете ежемесячно получать новую информацию из NIOSH, если подпишетесь на получение NIOSH eNews, посетив сайт www.cdc.gov/niosh/eNews.
DHHS (NIOSH) Publication No. 2012-112

(Назад к оглавлению)