Исследование распространения древесной пыли в воздухе рабочей зоны

АННОТАЦИЯ

В процессе  эмпирических изучений по распределению пыли в атмосфере рабочей площади были взяты пробы на разном расстоянии через многообразных образов машин для возвышенности 1,5 м от пола здания для определения концентрации пыли. Измерения велись в холодный, переменный и теплый периоды года. Кроме того, образцы были взяты различными методами подачи воздуха в помещение, что свойственно для деревообработки. За смену была испытана исключительно одна из машин, при всем при этом  разом были отобраны три пробы, когда остальное оборудование было выключено.

ABSTRACT

In the course of empirical studies on the distribution of dust in the atmosphere of the working area, samples were taken at different distances through various images of machines for a height of 1.5 m from the floor of the building to determine the dust concentration. The measurements were carried out in the cold, variable and warm periods of the year. In addition, the samples were taken by various methods of supplying air to the room, which is typical for woodworking. During the shift, only one of the machines was tested, while three samples were taken at once, when the rest of the equipment was turned off.

Ключевые слова: пыль, концентрация пыли, пила, дисперсный состав, запыленность воздуха, деревянные конструкции, вентиляция.

Keywords: dust, dust concentration, saw, dispersed composition, air dustiness, wooden structures, ventilation.

Технологические процессы при производстве строительных приборов и изделий из дерева сопровождаются внушительным выбросом пыли в производственные помещения. По степени вредоносного действия на рабочих древесная пыль причисляется к группе безопасных веществ, однако располагает абразивными свойствами, в основном касается к аэрозолям с фиброгенным воздействием и сможет вызывать аллергические реакции в производственной среде. Систематичный связь с древесной пылью приводит к различным заболеваниям дыхательной системы, кожи и глаз, и к развитию пневмокониоза и пылевого бронхита[1]. 

Прошлые исследования, связанные с убавлением количества пыли в атмосфере для рассматриваемых предприятиях, были сконцентрированы на решении проблем, связанных с уменьшением выбросов пыли в атмосферу, в меньшей степени, удалением рабочей зоны. Кроме того, имеющиеся способы борьбы с пылевым загрязнением производственных помещений не в совершенной пределу предусматривают крупнодисперсный состав и главные характеристики древесной пыли, попадающей в рабочую площадь при различных научно-технических операциях для различных вариантов деревообработки[2]. Кроме того, мало изучено распределение и наслоение пыли, образующейся при производстве деревянных конструкций. Оттого актуальны исследования, направленные на изучение вышеперечисленных факторов, устанавливающих образование запыленных сред для предприятии. С другой стороны, запыленность воздуха в рабочей площади рассматриваемых предприятий в различных аспектах связана с непостоянностью систем аспирации. Нарушения в работе отсасывающих аппаратов возникают из-за образования пыли на внутренних поверхностях горизонтальных воздуховодов, а также выхода из режима пылеуловителей из-за загрязнения или абразивного износа. Принимая во внимание с этим актуальны исследования, направленные для обеспечение надежности аспирационных систем. Оценить выбросы пыли в атмосферу через деревообрабатывающих производств весьма сложно. Теплый воздух, выделяющийся при работе машин и механизмов, поднимается вверх, и только часть выбросов удаляется аспирационными системами, а прочая часть не очищается и обычно выбрасывается в атмосферу посредством дефлекторы и неорганизованную вентиляцию. Выбросы выше, чем устраняются системами аспирации[3].

Для определения массы выбросов от пылевых источников деревообрабатывающих производств предлагается полагать по следующей схеме: 

Рисунок 1. Определение выбросов пыли в атмосферу от деревообрабатывающего

где: М-отходы;

К1-коэффициент, рассматривающий численность отклонений при деревообработке, превращающихся в пылинку;

К2-коэффициент, рассматривающий численность тяжелой пыли, оседающей на полу;

К3-коэффициент, рассматривающий численность пыли, неочищенной системами аспирации, поступающей в воздушную сферу производственного помещения;

К4-коэффициент, рассматривающий численность задержанной пыли в системах аспирации;

К5-коэффициент, рассматривающий численность пыли, повторно поднимаемой в воздушной сфере производственного пространства;

К6-коэффициент, рассматривающий численность пыли, устраняемой в процессе пылеулавливания;

К7-коэффициент, рассматривающий численность пыли, поступающей в окружающую среду путем эксфильтрации;

К8-коэффициент, учитывающий долю пыли, поступающей через общеобменную вытяжную вентиляцию.

ε_асп-степень прохождения пыли в пылеуловителе,

ε_пу-степень прохождения пыли в пылеуловительном устройстве[5];

В общем виде концентрация выбросов рассчитывается по формуле:

        (1)

В качестве образца на рисунках 2-4 представлены графичные зависимости, характеризующие изменение концентрации пыли в воздухе рабочей площади на разном расстоянии от вращающейся пилы при отделке разнообразных пород древесины.

Рисунок 2.  Изменение концентрации в воздухе рабочей площади на высоте 1,5 м на различном расстоянии от циркулирующей пилы для пыли, образующейся при обработке сосны: а - при подаче воздуха с возвышенности 4 м; б-при подаче воздуха прямо в рабочую зону.

Рисунок 3.  Изменение концентрации в воздухе рабочей площади на высоте 1,5 м на различном расстоянии от циркулирующей пилы для пыли, образующейся при обработке ели: а - при подаче воздуха с возвышенности 4 м; б - при подаче воздуха прямо в рабочую зону.

Рисунок 4.  Изменение концентрации в воздухе рабочей площади на высоте 1,5 м на различном расстоянии от вращающейся пилы для пыли, образующейся при обработке лиственницы: а - при подаче воздуха с высоты 4 м; б - при подаче воздуха прямо в рабочую зону.

Приобретенные материалы показывают, что вне зависимости от вида древесины и способа подачи воздуха концентрация пыли в воздухе рабочей площади показательно изменяется в соотношении от расстояния от машины[4]. Итоги обработки экспериментальных данных показали, что это изменение аппроксимируется выражениями формы:

При подаче воздуха с высоты 4 м:

𝐶𝑥 =12,9𝑒𝑥𝑝 (− 0,457𝑥)                                                               (2)

когда воздух подается прямо в рабочую зону:

𝐶𝑥 =12,5𝑒𝑥𝑝 (− 0,544𝑥)                                                               (3)

где  𝑥 - расстояние от станка до места измерения, м.

С высокой точностью вы применяете усредненное соответствие для прогнозирования состояния невесомой среды в рабочей площади в течение службы вращающейся пилы:

𝐶𝑥 =12,7𝑒𝑥𝑝 (− 0,501𝑥)                                                              (4)

Подобные зависимости получены и для других станков, отличительных для производства строительных изделий из дерева.

Переработка экспериментальных данных показала, что при применении любого станка изменение концентрации пыли в воздухе рабочей площади на уровне дыхания рабочих в соотношении от расстояния от машины подчиняется экспоненциальному закону и выражается зависимостью формы в всеобщем виде:

𝐶𝑥 = 𝐶_рм𝑒𝑥𝑝(− 𝑎𝑥)                                                                 (5)

где  С_рм - концентрация пыли в воздухе рабочего места соответствующей машины, мг/м³[6].

Значение коэффициента α для разнообразных станков определяется по итогам естественных экспериментальных исследований и приведено в таблице 1.

Таблица 1.

Экспериментальные значения коэффициента α в экспоненциальных зависимостях, характеризующих изменение концентрации пыли в воздухе рабочей площади с расстоянием через различных станков

Установлено, что в холодный и переходный периоды года пыльность воздушной среды на рабочих местах снижается при подаче воздуха прямо в рабочую площадь в сравнении с подачей воздуха с возвышенности до 4-х м. На основе итогов экспериментальных исследований получены зависимости, характеризующие изменение концентрации пыли в площади дыхания работающих в зависимости от расстояния от источника пылевыделений для станков различного типа.

Список литературы:

1. Вентиляция и отопление цехов машиностроительных предприятий/ Гримитлин М.И., Позин Г.М., Тимофеева О.Н., Завьялов Л.С., Эльтерман Е.М., М.: Машиностроение, 1993. 288 с.
2. Козлов Д.Н. и др. Дисперсный состав пыли как критерий патогенности аэрозольного загрязнения воздуха // Гигиена труда. 2002. - 45-46 с.
3. Лапкаев А.Г., Рогов В.А. Древесная пыль: источники, свойства, классификация, опасность // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2005. -  91-125 с.
4. Приходько Н. Безопасность жизнедеятельности. Курс лекций.– Алматы: 2011. - 364 с.
5. Русак О.Н. и др. Охрана воздушной среды на деревообрабатывающих предприятиях. М: Лесная промышленность, 2011. 210 с.
6. Максимов, Г. А. Движение воздуха при работе систем вентиляции и отопления / Г. А. Максимов, В. В. Дерюгин. – JL : Стройиздат, 1972. -97 с.