Проблемы обеспечения нормируемых условий труда в производстве железобетонных конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ростовский государственный строительный университет

Проблемы обеспечения нормируемых условий труда в производстве железобетонных конструкций

И.И. Евтушенко, А.И. Евтушенко

Рассматриваются способы борьбы с пылью в производственных помещениях. Анализируются направления повышения эффективности пылеподавления низконапорным орошением. Приводится зависимость для оценки эффективности пылеподавления низконапорным орошением.

Ключевые слова: запыленность, гидрообеспыливание, низконапорное орошение, ороситель, эффективность пылеподавления

Общеизвестно, что в России сборные железобетонные конструкции (стеновые панели, перекрытия, балки и т.д.) находят широкое применение во всех сферах строительства. Вместе с тем, следует отметить, что работающие на предприятиях этой отрасли подвергаются одновременному воздействию различных вредных производственных факторов, в первую очередь шума [1, 2, 3, 4, 5] и пыли [6, 7, 8]. Так, например, по имеющимся данным на участках транспортировки инертных материалов на заводах железобетонных конструкций (ЖБК) запыленность воздуха в рабочей зоне значительно превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК) и достигает в среднем 50-300 мг/м³.

Для обеспечения нормируемых параметров воздушной среды производственных помещений при проведении любого технологического процесса должен быть реализован комплекс мероприятий, которые направлены на обеспыливание воздуха, и которые можно разделить на три группы. производственный помещение пыль воздушный

Первую группу составляют организационные мероприятия, для которых не требуется создание специальных инженерно-технических систем, и для осуществления которых предусматривается компоновка и организация производственного процесса, рабочих зон и мест, исключающих попадание пыли в зону дыхания человека с учетом эргономических, технологических и других требований. Технические мероприятия - вторая группа - предусматривают создание и применение в производственно-технологическом процессе специальных инженерно-технических комплексов, задачей которых является поддержание параметров микроклимата и запыленности воздуха в рабочей зоне в пределах санитарно-гигиенических нормативов. Входящие в третью группу организационно-технические мероприятия предполагают совместное применение отдельных элементов из предыдущих двух групп.

Ввиду свойств и особенностей поведения пылевого аэрозоля, характеристик производственно-технологического оборудования и требований к размещению рабочих мест ведущая роль в решении задачи снижения пылевого загрязнения воздушной среды отводится техническим мероприятиям, например, применению локализующей вентиляции [9]. Задача локализации пыли средствами вентиляции состоит в укрытии очага пылеобразования и воспрепятствовании прорыву пыли через отверстия и неплотности укрытия, поэтому единственными рациональными укрытиями при интенсивных пылевыделениях являются всевозможные кожухи [9].

В некоторых случаях, например, при наличии протяженных движущихся источников пылевыделения (линии транспортировки и перегрузки сыпучих материалов), борьба с пылью ведется не только с помощью вентиляции, но и с помощью гидрообеспыливания, т.е. искусственного увлажнения пылящих материалов. При этом следует различать два процесса: первый - увлажнение всей массы материала при поливе его водой из перфорированных труб или с помощью форсунок; второй - локализация пылевого облака за счет коагуляции и естественного осаждения пылевых частиц, достигаемая в результате механического или пневматического распыления воды до мелкодисперсного состояния в зоне пылеобразования [7, 10]. Во втором случае с учетом типа применяемых технических средств и режимов их работы выделяют [9]:

- низконапорное орошение с использованием гидравлических оросителей с рабочим давлением орошающей жидкости перед ними от 0,25 до 2,00 МПа;

- высоконапорное орошение, осуществляемое с помощью прямоточных насадок при рабочем давлении орошающей жидкости от 7,5 до 20,0 МПа;

- пневмогидроорошение с использованием пневмогидрооросителей с рабочим давлением орошающей жидкости от 0,45 до 1,0 МПа и сжатого воздуха в качестве дополнительного диспергирующего компонента.

Наиболее простым в эксплуатации, универсальным и распространенным из известных способов гидрообеспыливания является низконапорное орошение.

В общем виде процесс пылеподавления орошением включает три взаимосвязанные стадии [7]: захват и укрупнение пылевых частиц при их смачивании каплями; осаждение полученных агрегатов; связывание уловленной пыли за счет действия адгезионных сил.

Происходящий на первой стадии захват частиц может быть обусловлен инерционным и безинерционным механизмами. Инерционный захват действует в активной зоне факела орошения вблизи распылителя и обусловлен только инерцией движущихся пылевых частиц в окрестности капли при пренебрежимо малом проявлении эффекта обтекания. В этом случае исключается влияние внешних сил. Условием инерционного захвата является соотношение (где - критерий Стокса, определяющий величину эффекта обтекания). Частицы пыли безынерционно увлекаются потоком воздуха при , что, как правило, отмечается на отдалении от оросителя. В этом случае пылевая частица, преодолев вязкое сопротивление, может достичь поверхности капли только под действием сил притяжения - электростатического или молекулярного [7].

Очевидно, что наибольшая эффективность пылеподавления при использовании орошения может быть обеспечена при определенном энергетическом состоянии как самих частиц пыли и капель жидкости, так и их поверхностей. С учетом этого определяются два направления для решения вопросов, связанных с повышением эффективности рассматриваемого способа обеспыливания воздушной среды производственных помещений. Первое из них предполагает наиболее полное использование энергообеспеченности процесса посредством минимизации энергопотребления. Второе предусматривает сообщение дополнительной энергии дисперсной системе «пыль-жидкость-воздух» [6].

Для реализации первого направления необходима оптимизация основных параметров орошения, а именно: дисперсность, расход и давление орошающей жидкости; форма и ориентации факела орошения относительно пылевого потока; условия образования внутрикапельной циркуляции жидкости; устойчивость и дробление капель в воздушном потоке.

Как отмечалось выше, процесс орошения является многостадийным, поэтому для оценки его эффективности при низконапорном орошении может быть использовано выражение

(1)

где - общая эффективность обеспыливания низконапорным орошением; - эффективность захвата пылевых частиц каплями диспергированной жидкости под действием адгезионных сил; - эффективность захвата частиц пыли под действием электростатических сил; - эффективность инерционного захвата; - поправочный коэффициент, для учета гидрокинетических свойств материала пылевых частиц относительно вещества орошающей жидкости.

Подставив в (1) соответствующие зависимости для определения каждой из составляющих выражения, после математических преобразований получим

где - медианный диаметр пылевых частиц, м; - краевой угол смачивания, град; давление жидкости перед оросителем, Па; - диаметр сопла оросителя, м; - коэффициент расхода сопла оросителя; - корневой угол раскрытия факела, град; плотность орошающей жидкости, кг/м³; - скорость капли, м/с; - константа межмолекулярного взаимодействия с учетом эффекта электромагнитного запаздывания, Дж•м; - динамическая вязкость воздуха, Па•с; - удельная электрозаряженность факела орошения, Кл/кг; - эмпирический коэффициент, определяющий динамические условия в зоне инерционного захвата.

Зависимость (2), являющаяся результатом предложенного математического описания, положена в основу прогноза эффективности процесса обеспыливания низконапорным орошением [7].

Литература

1. Евтушенко И.И., Евтушенко А.И., Евтушенко А.И. Повышение эффективности мероприятий охраны труда в производстве железобетонных конструкций // «Инженерный вестник Дона», 2015, №1. URL: ivdon.ru/magazine/ n1y2015/1346.

2. Пушенко С.Л., Волкова Н.Ю. Производственный шум - как элемент профессионального риска на предприятиях стройиндустрии // «Инженерный вестник Дона», 2012, №4 (часть 1). URL: ivdon.ru/magazine/archive/ n4p1y2012/1075.

3. Евтушенко И.И. К постановке задачи снижения производственного шума формовочных отделений заводов ЖБК // Международная научно-практическая конференция «Строительство-2008». Ростов-на-Дону: Ростовский государственный строительный университет, 2008. С. 131-133.

4. Zeng S. X., Tam V. W. Y., Tam C. M. Towards occupational health and safety systems in the construction industry of China. Safety science. 2008. Т. 46. №. 8. рр. 1155-1168.

5. Steenland K. et al. Dying for work: the magnitude of US mortality from selected causes of death associated with occupation. American journal of industrial medicine. 2003. Т. 43. №. 5. рр. 461-482.

6. Евтушенко И.И., Беспалов В.И. К вопросу взаимосвязи аэро-гидродинамического режима и физико-химических свойств жидкости при обеспыливании ленточных конвейеров орошением // Безопасность жизнедеятельности. Пром. безопасность и охрана труда. 2009. №7. С. 18-20.

7. Евтушенко И.И., Беспалов В.И. Прогноз эффективности обеспыливания воздуха рабочих зон орошением // Безопасность жизнедеятельности. Пром. безопасность и охрана труда. 2009. №9. С. 2-4.

8. Азаров В.Н. О концентрации и дисперсном состав пыли в воздухе рабочих и обслуживаемых зон предприятий стройиндустрии // Международная конференция «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды». Волгоград, 2003. С. 1-7.

9. Молчанов Б.С., Четков В.А. Проектирование промышленной вентиляции. М.: Стройиздат, 1984. 280 с.

10. Райст П. Аэрозоли. М.: Мир, 1987. 280 с.

Размещено на Allbest.ru