Файл: Куликов В.П. Проветривание угольных разрезов.pdf

воздуха в разрезе с направлением и средней ско­ ростью ветра Uо позволяют судить данные табл. 10, в которой характеристика ветра приведена в момент образования загрязненности.

Анализ таблицы показывает, что наиболее часто загрязнение атмосферы (ухудшение видимости) в раз­ резе происходит в зимний период при южных и югозападных ветрах (примерно 80% общего числа слу­ чаев) и скорости ветра Uо до 5 м/с, причем умеренная

исильная загрязненность наблюдаются почти всегда при южном и юго-западном направлении ветра. Ин­ версионная стратификация атмосферы такж'е возника­ ет при этих направлениях и скоростях ветра (табл. 11

и12). Наибольшая повторяемость инверсий наблю­

При штиле, а также при скорости ветра 1—2 и 3—5 м/с вероятность инверсий составляет 15—16% для каждой градации скорости, тогда как при ско­ рости больше 5 м/с вероятность инверсий снижается

57

понимают загрязненный твердыми частицами туман, отличающийся от фотохимического тумана отсутст­ вием в нем озона в больших количествах. Таким об­ разом, образованию тумана, мглы и смога обычно предшествует возникновение дымки на поверхности разреза и на его верхних горизонтах в результате ра­ диационного выхолаживания почвы и прилегающего к ней слоя воздуха в ночные часы, особенно перед восходом солнца, что приводит к образованию при­ земной температурной инверсии радиационного про­ исхождения.

позднее, чем на поверхности, вследствие закрытости горизонта бортом. Поэтому внутрикарьерная радиа­

Если в разрезе был туман или смог, то солнечный нагрев прилегающей территории особенно интенсив­ но усиливает внутрикарьерную инверсию, содержание СО в застойных зонах в это время продолжает воз­ растать (см. рис. 22,6), начало снижения концентра­ ции СО наблюдается в момент наибольшего радиаци­ онного выхолаживания воздуха на прилегающей тер­ ритории (зимой в 6—8 ч).

Анализ условий происхождения ухудшения види­ мости в разрезе позволяет сформулировать следую­ щие две схемы развития процессов при загрязнении внутрикарьерной атмосферы в периоды неблагоприят­ ной метеорологической обстановки.

При адвекции теплого влажного воздуха и антициклональной погоде радиационная инверсия усили­ вается адвективной инверсией и инверсией оседания (адиабатической), что резко ухудшает воздухообмен, а приток влажного воздуха увеличивает влагосодержание внутрикарьерной атмосферы, в результате чего возникшая дымка переходит в туман. Вследствие плохого естественного воздухообмена между внутри­ карьерной атмосферой и воздухом прилегающей тер-

59

а

Рис. 22. Изменение содержания окиси углерода (СО) на рабочих местах в Коркинском разрезе:

а — кратковременное загрязнение в дневные часы при отсутствии тумана; б — продолжительное загрязнение в период туманообразования; 1 — пост № 2 (на глубине 245 м от поверхности); 2 — станция Нижняя (215 м ); 3 — станция Угольная

(1 80 м ) : -/ — с т а н ц и я З а п а д н а я (JOS м ) .

ритории, вызванного развитием глубокой комбиниро­ ванной инверсии, воздух в разрезе усиленно' загряз­ няется твердыми частицами, туман переходит в смог, заметно возрастает содержание СО.

Другая схема возникновения смога с первона­ чальным образованием мглы заключается в следую­ щем. При возникшей вследствие радиационной ин­ версии дымке и адвекции теплого сухого воздуха при антициклональной погоде резко ухудшается воздухо­ обмен в карьерном пространстве, но из-за адвекции сухого воздуха туман не образуется. Ухудшение воз­ духообмена в карьерном пространстве приводит к на­ коплению вредных примесей, в том числе твердых частиц (пыли и выбросов близко расположенных ко­ тельных установок), в результате чего дымка пере­ ходит во мглу. Накопление в карьерной атмосфере СО идет медленнее, чем при первой схеме, так как мгла менее препятствует нагреву воздуха в разрезе по сравнению с туманом, который отражает значи­ тельную часть солнечных лучей. В то же время дли­ тельное сохранение неблагоприятной метеорологиче­ ской обстановки затрудняет вынос влаги, поступаю­ щей в атмосферу с поверхности горных пород, от оча­ гов эндогенных пожаров и других источников, при­ водит к повышению влажности воздуха и туманообразованию. Возникшая ранее мгла переходит в смог.

Усиление дымки и переход ее в плотный туман являются признаком адвекции теплого влажного воз­ духа и свидетельствует о крайне неблагоприятном протекании метеорологических процессов, которое может привести к остановке разреза вследствие зага­ зованности, а также резкого снижения видимости.

В результате выполненных исследований установ­ лены косвенные признаки, указывающие на возмож­ ность образования тумана в разрезе. Одним из таких признаков является отложение изморози и твердого налета на оборудовании и горных породах. Если же изморозь и твердый налет сопровождаются пониже­ нием температуры на прилегающей к разрезу терри­ тории и усилением ветра (т. е. адвекцией холода), то следует ожидать слабый туман или плотную дымку.

Другим косвенным признаком, указывающим на возможное образование тумана, является рост (начи­

61

ная с вечерних часов) относительной влажности воз­ духа в разрезе до 80% и более.

Резкое уменьшение скорости ветра с увеличением высоты на прилегающей к разрезу территории, отме­ чаемое по результатам радиозондирования атмосфе­ ры, также представляет собой фактор, благоприятст­ вующий образованию тумана.

Следует указать, что замеченные признаки требу­ ют больше материала для их уточнений, а также ко­ личественной оценки. Это позволит распространить их на другие разрезы. В настоящее время установлено, что при возникновении тумана в вечерние часы (18— 23 ч) оправдываемость прогноза сохранения тумана в ночные и утренние часы составляет более 80%.

На угольных разрезах газообразной вредной при­ месью чаще всего бывает СО. В настоящее время ана­ лиз воздуха на содержание СО производится путем отбора и разделки проб в лаборатории' с помощью кондуктометрических установок КУ-1 и КУ-2. Приме­ нение этих установок позволяет определять концент­ рацию СО с точностью 0,001% и более, что для раз­ резов недостаточно. Так, при предельно допустимой концентрации (ПДК) 0,0016% нельзя заблаговремен­ но обнаружить неблагоприятную ситуацию.

Для повышения точности анализа на содержание СО по рекомендации НИИОГРа были использованы приборы ТГ-5 экспериментально-технического произ­ водства Всесоюзного научно-исследовательского ин­ ститута гигиены труда им. Ф. Ф. Эрисмана. Прибор ТГ-5 является лабораторным газоанализатором, его масса около 11 кг.

Опыт показал, что применение приборов ТГ-5 в 7—10 раз повышает точность газового анализа на содержание СО (до 0,0001%). Это дает возможность за сутки 'и более до опасной ситуации фиксировать преобладание процессов накопления вредных газов над их естественным выносом и осуществлять преду­ предительные меры.

Недостатком прибора ТГ-5 является наличие ртути в двух стеклянных резервуарах (резервуары можно случайно разбить и разлить ртуть). Этот недостаток легко устраним. Прибор необходимо устанавливать в

62