Файл: Вассерман, А. Д. Методы оценки вентиляционных систем рудников.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.10.2024

Просмотров: 65

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

АКАДЕМИЯ НАУК* СССР

ОРДЕНА ЛЕНИНА КОЛЬСКИЙ ФИЛИАЛ им. С. М. КИРОВА

ГОРНОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

А. Д. ВАССЕРМАН, С. П. АЛЕХИЧЕВ, Е. Г. МАКСИМОВ

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ РУДНИКОВ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»

ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

Л е ни н г р а д • 1 9 7 4

' \ Р

У Д К 62 2 .4 + 6 2 2 . 8 + 6 2 =

1 0 2 ^ 6 1 6 = 057

( 4 7 0 . 2 1 )

Методы оценки вентиляционных

систем рудников. В а с с е р м а н А. Д.,

А л е х н ч е в С. П.,

М а к с и м о в Е. Г., Иад-во «Наука», Лениигр. отд.,

Л., 1973, 1—112.

Вработе проанализированы существующие методы оценки вентиляцион­ ных систем рудников, разработаны методы объективной оценки технических решений по фактору эффективности с учетом надежности функционирования и на примере апатитовых рудников показаны способы определения необхо­ димых для расчетов параметров надежности ы аэродинамической эффектив­ ности элементов вентиляционной системы. Разработаны методы нормирова­ ния параметров рудничного микроклимата и определения экономической эффективности функционирования вентиляционной системы на основе иссле­

дований комфортности рудничного микроклимата и изучения его влияния на производственно обусловленные простудные заболевания и производитель­ ность труда па подземных рудниках. Составлена методика экономической оценки вентиляционных систем. В качестве примера применения разработан­ ных методов проведены расчеты и даны практические рекомендации по орга­ низации эффективной системы проветривания глубинных горизонтов Киров­ ского апатитового рудника и созданию комфортного микроклимата на под­ земных рудниках комбината «Апатит». Рис. — 14, табл. — 32, библ. — 84.

О т в е т с т в е н н ы й р е д а к т о р Г. В. КАЛАБИН

© Издательство «Наука» 1974

В В Е Д Е Н И Е

Все действия Коммунистической партии и Советского правитель­ ства, направленные на развитие производительных сил и дальней­ ший прогресс производства, непременно сопровождаются заботой об обеспечении безопасных условий труда и улучшении санитарногигиенической обстановки на рабочем месте. Поэтому в настоящее время так актуальны вопросы экономической эффективности тех­ ники безопасности, здравоохранения и других систем, не произ­ водящих непосредственно материальных ценностей и являющихся вспомогательными в процессе прозводства, но вместе с тем активно влияющих как на производительность труда, так и на объем произ­ водства.

В целом по Советскому Союзу экономический эффект для общества от затрат на здравоохранение еще не подсчитывался. Не подсчитываются такие данные и на большинстве предприя­

тий,

так

как

оплата временной нетрудоспособности

произво­

дится

за

счет

социального страхования и предприятие прямых

расходов

в связи с болезнями трудящихся не несет.

Однако

ориентировочные подсчеты только на одном Горьковском авто­ заводе показали, что снижение заболеваемости на 27% с 1962 по 1964 г. и уменьшение в связи с этим расходов по временной нетрудоспособности дало обществу 3.5 мли руб. [1].

Недавно появилась дискуссионная работа [2] по определению экономической эффективности новой техники, в которой в широком (общегосударственном) плане рассматривается затронутая проб­ лема. В частности, в ней приводятся расчеты экономической эф­ фективности мероприятий по технике безопасности. Однако дискуссии вызываются лишь методами подхода к расчету экономи­ ческой эффективности, а необходимость указанных экономиче­ ских расчетов в современных условиях не требует дополнительных доказательств. В настоящее время таких экономических расче­ тов в нашей практике не производится.

3


При проектировании подземных рудников одним из основных и зачастую единственным мерилом достоинств вентиляционной си­ стемы является минимальное расходование средств на ее осущест­ вление. Однако следует отметить, что детальные расчеты затрат на осуществление системы вентиляции сами по себе еще не являются обоснованием дравильиости ее выбора. Экономика вентиляционной системы в этом случае является чисто внешним, производным пока­ зателем, далеко не всегда характеризующим внутреннюю сущность системы, предназначенной обеспечивать не только безопасность ра­ ботающих, но и сохранять их работоспособность на протяжении всей трудовой деятельности, мало того, тонизировать их работо­ способность. В этом, глубокая сущность вентиляционной системы, определяемой комплексом технических, гигиенических, физиоло­ гических и социальных факторов с позиций социалистической государственности. В настоящее время к рудничным вентиляцион­ ным системам предъявляются требования обеспечения санитар­ ных норм содержаний вредных примесей в атмосфере подземных выработок и параметров минимального комфорта рудничной ат­ мосферы [3, 4].

При таком подходе к вентиляционной системе обоснованность выбора ее по экономическим показателям требует объективной оценки принятых технических решений. К объективным оценкам следует отнести эффективность и надежность функционирования вентиляционной системы. Решение этой части задачи позволяет обеспечить заданные параметры технологических простоев по условиям проветривания исходя из требований интенсивности ос­ новных процессов. Вторая часть задачи позволяет подойти к ме­ тодике определения экономической эффективности вентиляционной системы исходя из оптимальных условий комфортности руднич­ ного микроклимата.

За счет изменения параметров рудничного микроклимата, соот­ ветствующих зоне комфорта, возможно снизить до минимума производственно обусловленные простудные заболевания и под­ нять до . максимума производительность труда на подземных рудниках по условиям микроклимата. Это особенно важно для горных предприятий Заполярья в связи со специфически суро­ выми климатическими условиями и повышенными расходами средств по многим статьям в соответствии с предоставленными Со­ ветским правительством льготами трудящимся.

Таким образом, становится необходимой разработка следую­ щих методов: объективной оценки технических решений систем проветривания (оценки эффективности функционирования с уче­ том надежности) и экономической оценки их по объективным кри­ териям; оценки влияния параметров рудничного микроклимата на возникновение производственно обусловленных простудных заболеваний и производительность труда и разработка методики расчета экономической эффективности функционирования венти­

4


ляционной системы. Данная работа является одной из первых попыток в этом плане и не претендует на полную разработку всех затронутых в ней вопросов.

Глава 1 написана А. Д. Вассерманом совместно с Е. Г. Макси­

мовым (1.1 и 1.3) и С. П. Алехичевым (1.1);

глава 2 — А. Д. Вас­

серманом при участии С. П. Алехичева (2.3);

глава 3 — А. Д. Вас­

серманом совместно

с Е. Г. Максимовым

(3.2);

глава

4 —

А. Д. Вассерманом

и Е. Г. Максимовым

(4.1);

глава

5 —

А. Д. Вассерманом,

С. П. Алехичевым и Е. Г. Максимовым;

заключение — А. Д.

Вассерманом.

 

 

 

Вас­

Работа выполнена под методическим руководством А. Д.

сермана.

В исследованиях, послуживших основой данной книги, при­ нимали участие В. Н. Боборыкин (1.3), Е. Н. Гамберг (2.2), П. Н. Якимов (2.3 и 5), А. И. Лебедев и Г. С. Фельдман (3.3), А. В. Стехновский (5.1). Кроме того, в исследованиях была ока­ зана помощь В. В. Гущиным, 3. Б. Ляпиной, С. И. Андриановым, Н. И. Андроновым, К. П. Кротовым и Г. С. Деминой. Ряд кри­ тических замечаний по работе был сделан К. В. Шкондой. Авторы считают своим приятным долгом выразить всем названным това­ рищам искреннюю признательность.

Г л а в а 1

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ РУДНИКОВ

Любая экономическая оценка связана с вычислением стоимостных показателей, определяющих сумму затрат на монтаж системы, ее функционирование и обслуживание. Для оценки вентиляцион­ ной системы подземного рудника также необходимо производить соответствующие вычисления. При этом затраты на вентиляцию подземных рудников и шахт рассматривают в основном как рас­ ходную статью, которая в денежном выражении сказывается на себестоимости 1 т добытого полезного ископаемого. При подсчете стоимости вентиляции на 1 т добычи учитывают: амортизационные отчисления, стоимость вентиляционных сооружений и оборудова­ ния; фонд основной и дополнительной заработной платы с начис­ лениями; стоимость электроэнергии, материалов, расходы на те­ кущий ремонт вентиляционного оборудования и сооружений; расходы за услуги вспомогательных цехов. Эти статьи расходов положены в основу всех проектных решений вентиляционной системы и играют основную роль при выборе того или иного ва­ рианта системы.

Следует отметить, что проведение этих расчетов ие представ­ ляет, казалось бы, каких-либо методических трудностей. Однако определение экономического эффекта от работы системы, которым собственно и определяется экономичность, т. е. превышение всех видов выгод над суммой затрат на осуществление и эксплуатацию системы, является весьма сложной и в значительной части ие ре­ шенной задачей.

Имеющиеся в литературе данные по вопросам экономики венти­ ляционных систем носят в основном частный характер и касаются отдельных элементов системы или отдельных параметров их.

6


Так, экономическую эффективность рудничной вентиляции некоторые авторы [5, 6] усматривают в разработке оптимальных режимов эксплуатации главных вентиляторных установок и сокра­ щении расходов электроэнергии на проветривание. В других ра­ ботах [7, 8, 9 и др.] экономические показатели определяются исходя из оптимальных параметров сечений выработок для движе­ ния воздушной струи, т. е. из принципа минимума расхода энер­ гии. Однако, по нашему мнению, одного из этих принципов недо­ статочно для объективной оценки принятых технических решений. К сожалению, указанным перечнем почти полностью исчерпы­ ваются работы по экономическим расчетам рудничных вентиля­ ционных систем. Мало рекомендаций имеется и по вопросам эко­ номической эффективности. Вместе с тем следует отметить появле­ ние работ, в которых вентиляция рассматривается уже как одно из средств снижения себестоимости продукции и повышения производительности труда горнорабочих.

Так, например, предложен метод такого подхода для подзем­ ных предприятий с единой входящей и единой исходящей струями [10]. За счет проведения каких-либо мероприятий (на­ пример, по снижению аэродинамического сопротивления рудника) удается повысить производительность вентилятора. Дополнитель­ ное количество воздуха позволяет снизить концентрацию вредных примесей в исходящей струе, что дает возможность увеличить до определенного предела объем добычи и снизить себестоимость, которая в новом своем значении подсчитывается [10] по. зависи-

где Сф и са — соответственно

<■>

фактическая и предполагаемая себе­

стоимость 1 т полезного ископаемого;

Аф и А„ — соответственно

фактическая и предполагаемая

производительность предприятия;

к— показатель увеличения нагрузки.

Вработах [11—13] показано изменение производительности труда горнорабочих в зависимости от условий труда. Неблаго­ приятные условия труда ухудшают состояние их здоровья, сни­ жают работоспособность. Ухудшение здоровья повышает количе­ ство заболеваний и ведет к увеличению потерь рабочего времени. Авторы работы [11] предлагают принципиальную модель прогно­ зирования роста производительности труда с учетом зависимости

между условиями труда и заболеваемостью в виде многочлена

 

 

У а 0 -Ь ^1^1 + а 2х 2 + • • ■Ч~ a i x i ,

(2)

 

где у — дни пропусков по болезни;

 

 

 

а0 — свободный член, показывающий значения у при

 

аг . . .

£ = 0;

квадратические

отклонения;

 

av

а ( — средние

 

х 1г

хй . . .

X; — факторы,

влияющие на

заболеваемость.

 

7


К указанным факторам х относится среда, в которой совер­ шается работа, величина нагрузки на организм человека, возраст его и многое другое. Естественно, к этим факторам относится и рудничная пыль, газы, скорость, влажность и температура воз­ душного потока, функционально связанные с вентиляцией, ко­ торая в этом случае определяет гигиеническую обстановку и микроклимат в горных выработках. Однако с такой, по нашему мнению, крайне упрощенной моделью (2) трудно согласиться. Настораживает уже то, что в формуле (2) факторы, влияющие на заболеваемость, подвергнуты простому суммированию. Вместе с тем общеизвестно, что влияние комплекса факторов на заболе­ ваемость является не просто суммой, а по крайней мере произ­ ведением единичных из них.

Рассматривая отдельные факторы, влияющие на организм работающего, необходимо отметить, что наиболее четко и одно­ значно определен в этом плане только фактор загазованности подземной выработки. В этом случае требуется строгое соблюде­ ние санитарных норм чистоты рудничного воздуха. Это же необхо­ димо выполнять и по фактору запыленности рудничного воздуха. Однако до сих пор остается неизвестным, что же дает дальнейшее снижение концентрации пыли в воздухе. На отдельных этапах исследований уже появились предварительные методические указания по расчету экономических последствий от забо­ леваний силикозом в горной промышленности, разработанные в ИГД АН КазССР.

Сотрудники Института гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР рекомендуют ориентировочно оценивать влияние сни­ жения запыленности на организм человека количеством вдыхае­ мой пыли исходя из концентрации ее в воздухе. Естественно, что до тщательного научного обоснования этого метода строить на нем технико-экономические расчеты было бы неоправданно.

Несмотря на значительный объем проводимых в настоящее время исследований в указанном плане, окончательных резуль­ татов до сих пор не получено. Поэтому, учитывая возможность решения этой гигиенической задачи медицинскими учреждениями, а затем уже совместными исследованиями медиков и горняков, авторы данной работы в дальнейшем ориентируются только на принятые санитарные нормы — предельно допустимые концентра­ ции пыли в рудничном воздухе. Гигиеническая обстановка в под­ земных выработках, определяемая степенью запыленности и загазованности, объективно оценивается качеством проветрива­ ния [14, 15]

где Gu и Сф — соответственно допустимое и фактическое содер­ жания примесей в рудничном воздухе, %.

8