Экба Сергей Игоревич. Снижение запыленности воздуха рабочей зоны при производстве деревянных строительных конструкций

Краткое описание

Экба Сергей Игоревич. Снижение запыленности воздуха рабочей зоны при производстве деревянных строительных конструкций: диссертация ... кандидата технических наук: 05.26.01 / Экба Сергей Игоревич.- Волгоград, 2015.- 150 с.

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-Кавказский федеральный университет»
На правах рукописи
1 э
0702 50044

ЭКБА СЕРГЕЙ ИГОРЕВИЧ
СНИЖЕНИЕ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ДЕРЕВЯННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
05.26.1 - Охрана труда (строительство)
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Сидякин Павел Алексеевич
Пятигорск, 2015 г.

2
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЙ 12
1.1. Анализ технологических процессов на
деревообрабатывающих предприятиях как источника выделения загрязняющих веществ в воздух рабочей зоны. 12
1.2. Анализ методов и средств обеспыливания воздуха
рабочей зоны при производстве строительных конструкций и изделий из древесины 17
1.3. Анализ характеристик пылеулавливающего
оборудования, применяемого в системах аспирации на деревообрабатывающих предприятиях 20
1.4. Обоснование и выбор направления исследований 33
1.5. Выводы по первой главе 36
ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ
ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
ПРЕДПРИЯТИЙ ДЕРЕВООБРАБОТКИ 37
2.1. Характеристика объектов обследования 37
2.2. Анализ механических свойств древесины 39
2.3. Экспериментальные исследования процессов
распространения пыли в деревообрабатывающих цехах... 42
2.3.1. Оценка запыленности воздуха на рабочих местах
2.3.2. Исследование распространения пыли в воздухе рабочей

з
зоны 48
2.3.3. Исследования распространения пыли по высоте
помещения 56
2.3.4. Исследование процессов оседания пыли 60
2.3.5. Результаты обследования систем аспирации 63
2.4. Выводы по второй главе 66
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА И
ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ПЫЛИ, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ДЕРЕВЯННЫХ
СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 68
3.1. Дисперсионный анализ 68
3.2. Определение плотности пыли 77
3.3. Исследование аэродинамических свойств пыли 80
3.4. Определение слипаемости пыли 87
3.5. Диспергируемость пыли 89
3.6. Определение комплексных реологических свойств пыли. . 90 ■
3.7. Выводы по третьей главе 92
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА РЕШЕНИЙ ПО СНИЖЕНИЮ
ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
ПРЕДПРИЯТИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ДЕРЕВЯННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 94
4.1. Решения по обеспечению надежности систем аспирации. . 94
4.2. Разработка конструкции аппарата пылеочистки для
систем аспирации 101
4.3. Оценка фракционного проскока аппарата ВЗП с
конической сепарационной камерой 103
4.4. Экспериментальная оценка степени снижения пылевых
выбросов 108
4.4.1. Описание лабораторного стенда и методика проведения

4
экспериментальных исследований 108
4.4.2. Результаты предварительных экспериментальных
исследований 113
4.5. Выводы по четвертой главе 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 128
ПРИЛОЖЕНИЯ 142
Приложение А. Условные обозначения 143
Приложение Б. Документация 146

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Диссертационная работа посвящена решению актуальной задачи - обеспечению безопасных условий труда по пылевому фактору на предприятиях по производству деревянных строительных конструкций и изделий. По результатам выполненных комплексных исследований, направленных на: прогнозирование состояния производственной среды; изучение физических процессов, определяющих условия труда, на рассматриваемых предприятиях; конструирование, установление области рационального применения и оптимизации параметров систем коллективной защиты работников от негативного воздействия вредных производственных факторов, можно сделать следующие основные выводы по работе:
1. По результатам проведенного анализа установлено, что к числу вредных производственных факторов, действие которых на работающих возможно в технологических процессах производства деревянных строительных изделий и конструкций, отнесена повышенная запыленность воздуха рабочей зоны.
На основе результатов выполненных исследований по оценке пылевой обстановки на рассматриваемых предприятиях было выявлено, что запыленность воздуха на рабочих местах превышает установленный норматив ПДКрз для древесной пыли в среднем в 1,3-2,5 раза. При этом наиболее неблагоприятные условия труда отмечаются на рабочих местах станочников шлифовально-ленточных станков, где концентрация пыли достигает значений до 5,7 ПДКрз.
Также было установлено, что основной причиной этого является неустойчивость работы аспирационных систем вследствие несоответствия фактических и проектных объемов воздуха, отсасываемого от аспирируемого оборудования, обусловленного образованием пылевых отложений на внутренних поверхностях горизонтально проложенных воздуховодов, а также

126
вследствие отказов аппаратов пылеочистки в результате забивания или абразивного износа.
2. На основании результатов натурных экспериментальных исследований процессов распространения и оседания пыли в производственных помещениях:
- установлено, что так же, как для пыли, образующейся в производстве других строительных материалов, независимо от породы древесины, изменение запыленности воздуха рабочей зоны и плотности пылеоседания в производственных помещения рассматриваемых предприятий на разных расстояниях от источников пылевыделения подчиняется экспоненциальному закону;
- получены экспериментальные зависимости, характеризующие эти изменения в зависимости от вида выполняемой технологической операции.
3. По результатам изучения дисперсного состава и основных свойств древесной пыли, данные о которых необходимы для решения вопросов обеспыливания воздуха в рабочей зоне:
- установлено, что в зону дыхания работников поступают пылевые частицы с размерами менее 20 мкм. При этом 8-15% их массы приходится на долю частиц РМю, на долю частиц РМг,5 - 0,1-0,3%.;
- показано, что пофракционное распределение массы частиц для пыли, поступающей в зону дыхания работников, аппроксимируется формулой Г одэена-Андреева-Шумана;
- выявлено, что при подаче воздуха непосредственно в рабочую зону за ее пределы вверх выносятся более мелкие частицы с медианным диаметром dm — хххх мкм, чем при подаче воздуха в рабочую зону с высоты до 4-х м (dm = хххх мкм),
- установлено, что наиболее мелкая пыль поступает в воздух рабочей зоны при обработке древесины разных пород на шлифовально-ленточных станках. В этом случае доля частиц РМю составляет хххх%, доля частиц РМ 2,5 - хххх%;

127
- получены зависимости для определения скорости оседания пылевых частиц, образующихся при производстве деревянных строительных конструкций и изделий с учетом размеров и формы частиц в зависимости от породы обрабатываемой древесины;
- установлено, что исследуемая пыль относится к пылящим, и характеризуется хорошей сыпучестью, слабым аркообразованием и большой аэрироемостыо.
4. Для обеспечения надежности систем аспирации, предназначенных для обеспыливания воздуха рабочей зоны, на основе данных о свойствах исследуемой пыли предложено использование отводов-закручивателей, создающих закрученные потоки, которые характеризуются повышенной способностью приводить в движение и переносить пылевые частицы. Такое решение позволило улучшить условия перемещения пылевидных материалов и предотвращать образование пылевых отложений в воздуховодах в процессе работы аспирационной системы. По результатам опытно-промышленных испытаний установлена величина параметра интенсивности закрутки потока, при которой практически обеспечивается неизменность объемов воздуха, отсасываемого от аспирируемого оборудования, и их соответствие требуемым значениям.
5. Для решения задачи устранения отказов систем аспирации вследствие абразивного износа аппаратов пылеочистки и их забивания с учетом свойств древесной пыли разработана конструкция аппарата ВЗП с конической сепарационной камерой.
Результаты практического применения аппарата
6. Результаты диссертационной работы использованы в действующем производстве деревообрабатывающего цеха Федерального казенного учреждения «Исправительная колония №4» УФСИН России по Ставропольскому краю.