Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основные положения
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЫЛИ
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей всех форм обучения
Кемерово 2007
Цель работы: ознакомиться с вредными и опасными свойствами промышленной пыли, со способами определения её концентрации и индивидуальными средствами защиты.
Основные положения
Пылью называются измельченные или полученные иным путем мелкие частицы твердых веществ, витающие (находящиеся в движении) некоторое время в воздухе. Такое витание происходит вследствие малых размеров этих частиц (пылинок) под действием движения самого воздуха. Пыль образуется в процессе транспортирования, измельчения и пересыпки мелкозернистых материалов, бурения и взрывания в карьерах и рудниках, при работе на абразивных, шлифовальных и деревообрабатывающих станках, при эксплуатации автомобильного транспорта, автомобильных дорог и т.д. Пыль является вредным производственным фактором и вызывает ряд профессиональных заболеваний органов дыхания, зрения, кожи, пищеварения и др. Вредное действие пыли на организм человека зависит от её физико-химических свойств, которые в основном зависят от её природы, то есть от того материала или вещества, из которого образовалась эта пыль, и механизма ее образования – каким образом она получена: размельчением, конденсацией, сгоранием и т.п. Наиболее важными физико-химическими свойствами являются дисперсность, форма частиц, их консистенция, электрический заряд, растворимость, химический состав. От дисперсности, или размеров пылевых частиц, зависит длительность пребывания взвешенной пылевой частицы в воздушной среде, а также и глубина проникновения в дыхательные пути. Чем меньше размер частицы, тем больше времени эти частицы могут находиться во взвешенном состоянии и вместе с воздухом попадать в организм человека. Наиболее опасными для человека являются частицы размером от 0, 2 до 5 мкм, которые, попадая в легкие при дыхании, задерживаются в них и, накапливаясь, могут стать причиной заболевания. Эффективная профилактика профессиональных пылевых болезней предполагает гигиеническое нормирование, технологические мероприятия, санитарно-гигиенические мероприятия, индивидуальные средства защиты и лечебно-профилактические мероприятия. Гигиеническими нормативами ГН 2.2.5.1313-03 установлены предельно допустимые концентрации пыли (ПДК) в воздухе рабочей зоны, а также классы опасности различных пылей (табл. 1). Эти Нормативы используются при проектировании производственных зданий, технологических процессов, оборудования и вентиляции, для обеспечения производственного контроля за качеством производственной среды и профилактики неблагоприятного воздействия на здоровье работающих вредных веществ. Нормативы установлены на основании комплексных токсиколого-гигиенических исследований.
Таблица 1
Предельно допустимые концентрации некоторых видов пылей в воздухе рабочей зоны
Предельно допустимые концентрации пыли в рабочей зоне назначаются с таким расчетом, чтобы при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов, но не более 40 часов в неделю, в течение всего рабочего стажа не должны вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.
К техническим мероприятиям относятся вентиляция, очистка воздуха от пыли с помощью пылеулавливателей и фильтров различных типов, орошения мест преобразования, герметизация оборудования, закрытые виды транспорта сыпучих материалов, бурение с промывкой, предварительное увлажнение массива, поливка автомобильных дорог и т.д.
К лечебно-профилактическим мероприятиям относятся медицинское освидетельствование работающих, использование средств индивидуальной защиты, профилактические и реабилитационные мероприятия. При проведении кратковременных работ в условиях значительной запыленности (ремонт, наладка пылящего оборудования) рабочие должны пользоваться индивидуальными защитными средствами, главным образом респираторами (приложение, Пыль многих веществ может воспламеняться и взрываться. В зависимости от величины нижнего концентрационного предела воспламенения пыли подразделяют на взрывоопасные (до 65 г/м3) и пожароопасные (более 65 г/м3).
2. Определение взрывчатых свойств пыли
Взрывчатость пыли зависит от её химического состава, размеров частиц, влажности, зольности и состава атмосферы. В зависимости от крупности частиц различают пыль макроскопическую (более 10 мкм), микроскопическую (10-0, 25 мкм), ультрамикроскопическую (0, 25-0, 01 мкм), субмикроскопическую (менее 0, 01 мкм). В неподвижном воздухе макроскопическая пыль оседает с нарастающей скоростью, микроскопическая – с постоянной скоростью, ультра- и субмикроскопическая пыль практически не оседает и находится в состоянии постоянного броуновского движения. Именно эта фракция пыли и представляет наибольшую опасность в отношении горения и взрыва, т.к. химическая реакция окисления твердого вещества происходит на поверхности последнего. К числу взрывоопасных пылей относятся угольная, сланцевая, алюминиевая, магниевая, сульфидная, древесная, мучная Одним из основных факторов, характеризующих склонность угольной пыли к взрыву, является выход летучих веществ, главными компонентами которых являются смолистые вещества, водород, этан и непредельные углеводороды. К опасным по пыли относятся угли с выходом летучих 15 %и более. Угольная пыль взрывается при определенной концентрации. При отсутствии метана взрыв может произойти при её содержании в атмосфере 15 г/м3 и выше. Эта величина называется нижним пределом взрывчатости угольной пыли. Однако при наличии в выработках метана нижний уровень снижается и при концентрации 1 % уже составляет 5-8 г/м3, а при 2 % соответственно 3-4 г/м. Вторым условием взрыва пыли является источник тепла с температурой 700-800 °С. В большинстве случаев инициаторами взрыва являются вспышка метана, электрическая искра, раскаленные газы при взрывных работах, открытое пламя. Для экспериментального определения взрывчатых свойств пыли используется прибор ПКО-1, основанный на принципе визуального наблюдения за пылью, проходящей через раскаленную спираль, установленную в трубке из кварцевого стекла (рис. 1).
Рис. 1 Общий вид прибора ПКО-1
Прибор контроля осланцевания состоит из трубки из кварцевого стекла 1, закреплённой на двух опорах на деревянном основании, спирали 2 для воспламенения пыли, механизма 3 для подачи пыли на спираль, спускового устройства 4, загрузочного отверстия 5, амперметра 6 для контроля температуры спирали. Прибор включается в сеть через автотрансформатор 7. Испытательная кварцевая трубка имеет деления, при помощи которых фиксируется длина пламени. Температура накала спирали 1150 º С.
2. Методы определения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны
2.1. Весовой метод
Сущность этого метода заключается в том, что определённый объём запыленного воздуха пропускается через фильтр, после чего рассчитывается масса пыли, осаждённой на фильтре.
Расчет производится по формуле
, мг/м3 где , масса фильтра до и после отбора пробы, мг; – температура воздуха, º С; – барометрическое давление, мм рт. ст.; – время отбора пробы, мин; – объёмная скорость воздуха, проходящего через фильтр, л/мин.
Приборы для измерения концентрации пыли весовым методом
Лабораторная установка 0T-1 состоит из пылевой камеры, имитирующей рабочую зону 1, и приборного отсека 2. Передняя стенка пылевой камеры откидная, закрывается на замок 3 (рис. 2). Перед проведением измерения в пылевую камеру засыпается исследуемая пыль через бункер-дозатор, который управляется ручкой 4. Для визуального наблюдения за наличием пыли в камере на её стенке имеется окно 5. Для отбора пробы имеется отверстие 6, в которое вставляется аллонж с фильтром, в остальное время оно закрыто пробкой. На правой стенке пылевой камеры установлен фонарь 7, освещающий камеру, а на левой – вентилятор 8, предназначенный для взвихривания пыли в период замера. Органы управления вентилятором 9 и электроаспиратором 10 выведены на панель приборного блока и контролируются с помощью лампочек. Выключатель 11 обеспечивает питание прибора от сети 220 В и также дублируется лампочкой. Ротаметр состоит из четырёх патрубков 12, четырёх мерных шкал 13 и регуляторов 14. Резиновая трубка с пылевым патроном во время замера присоединяется к одному из четырёх патрубков, а пылевой патрон вставляется в отверстие 6.
Рис. 2. Общий вид лабораторной установки 0T-1 для измерения концентрации пыли весовым методом
Аспиратор эжекторный рудничный автоматический (АЭРА). Прибор состоит из корпуса 1, стального баллона 2 со сжатым воздухом, манометра 3, редуктора 4, крана 5 для одновременного включения секундомера 6 и эжектора 7. Фильтр 8 устанавливается в пылевом патроне 9 и соединяется гибкой трубкой с эжектором 7. Автоматический регулятор потока 10 обеспечивает просасывание через фильтр воздуха со скоростью Нa месте отбора пробы открывают кран баллона 2. Сжатый воздух поступает в редуктор 4, где давление воздуха снижается до 0, 7 МПа. Из редуктора 4 воздух поступает к крану 5, после включения которого, открывается выход сжатому воздуху через эжектор 7 в атмосферу и включается секундомер, фиксирующий время отбора пробы.
Рис. 3. Схема воздушных коммуникаций аспиратора АЭРА
При измерении запылённости весовым методом, кроме указанных приборов, необходимо иметь термометр для измерения температуры в месте замера, барометр для измерения давления и аналитические весы для взвешивания фильтра до и после взятия пробы с точностью до 0, 001 г.
2.2 Счётный метод
В ряде отраслей промышленности предъявляются повышенные требования к чистоте воздуха в производственных помещениях. В этих случаях ведомственные нормы устанавливают предельно допустимые концентрации пыли не в весовых, а в счётных показателях, выражающихся в числе пылевых частиц на единицу объема воздуха (литр или сантиметр кубический). Сущность счётного метода заключается в предварительном осаждении пылинок из определенного объёма и их подсчитывании с помощью микроскопа. Счётная концентрация пыли определяется по формуле
, где kn – количество полей зрения (клеток сетки) в 1 см2 окуляра микроскопа; nср – среднее количество пылинок в одном поле зрения, определённое на основе подсчёта в пяти различных сетках; h – высота ёмкости для осаждения пыли, см.
2.3. Фотоэлектрический метод
Данный метод основан на изменении светового потока, проходящего через запылённый воздух в специальной пылевой камере. Световой поток от лампочки 1 через конденсатор 2 падает на зеркало 3 и, отразившись от него, направляется на фотосопротивление 4 через линзу 5. Степень ослабления светового потока зависит от концентрации пыли в воздухе (рис. 4).
Рис. 4. Оптическая схема фотопылемера Ф-1
Пылевая камера включена в электрическую схему в качестве плечевого элемента одинарного моста постоянного тока, где незначительные колебания светового потока, исходящего от источника света и принимаемого фотосопротивлением, фиксируются измерительным прибором, градуированным в единицах запыленности (г/м3). Описанный выше принцип положен в основу работы фотопылемера Ф-1, состоящего из вмонтированного в него миллиамперметра, источника питания, коммутационных и регулирующих узлов и пылевой камеры с зеркалом отражения (рис. 5).
Рис. 5. Общий вид фотопылемера Ф-1
Прибор имеет два предела измерения: 1 – от 0 да 1, 5 г/м3; Включение прибора осуществляется нажатием кнопки «включение». Контроль напряжения, питающего цепь моста, производится с помощью миллиамперметра, который нажатием кнопки «контроль питания» включается параллельно мосту. Для производства замера фотопылемер Ф-1 берут в левую руку и указательным пальцем нажимают кнопку включения прибора. Затем правой рукой открывают пылевую камеру, выпускают запылённый воздух и вновь её закрывает. Отсчёт берётся по шкале в соответствии с установленным пределом.
Контрольные вопросы к лабораторной работе 1. Что называется пылью? 2. В чём заключается профессиональная вредность пыли? 3. Как классифицируется пыль по размерам частиц? 4. Что такое предельно допустимая концентрация пыли в атмосфере (ПДК) икаким образом она устанавливается? 5. Как подразделяется пыль по взрываемости? 6. Какие мероприятия предусматриваются для защиты от пыли на предприятиях? 7. В чём заключается весовой метод определения концентрации пыли в атмосфере? 8. Какие приборы и установки применяются для определения запылённости весовым методом? 9. В чём заключается счётный метод определения концентрации пыли в атмосфере? Список рекомендуемой литературы 1. Гигиенические нормативы «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» 2. Безопасность жизнедеятельности: учебник / под ред. Э. А. Арустамова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°». – 2004. – 496 с.
Продолжение табл. 1
Продолжение табл.1
Продолжение табл.1
|