Автоматизация производственных процессов в условиях ОАО "Шахта "Большевик"

Исходя из этого суммарный номинальный ток ПУПП №1, №2, №3 будет равен

А.

Принимается высоковольтная ячейка типа КРУВ-6 с номинальным током 200А.

Суммарный номинальный ток ПУПП №4 будет равен

А.

Принимается высоковольтная ячейка типа КРУВ-6 с номинальным током 80А.

4.5.2 Выбор и проверка высоковольтного кабеля

Ток нагрузки высоковольтного кабеля, питающего ПУПП, определяется как

.

Ток нагрузки высоковольтного кабеля, при питании нескольких ПУПП определится как

.

Ток кабеля, питающего энергопоезд А.

Принимается кабель ЭВТ 3x50+1x10+4х4 на номинальное напряжение 6 кВ. Длительно допустимый ток кабеля 210 А.

Ток кабеля, питающего ПУПП №4 А.

Принимается кабель ЭВТ 3x16+1x10+4x4 на номинальное напряжение 6 кВ. Длительно допустимый ток кабеля 116 А.

4.5.3 Выбор и проверка уставок токовых реле высоковольтных КРУ

Выбор уставки максимальной токовой защиты высоковольтных КРУ осуществляется по условию

где - коэффициент надёжности токовой защиты, принимается равным 1,2 ? 1,4;

- рабочий максимальный ток защищаемой линии.

Рабочий максимальный ток защищаемой линии определяется как

,

где - номинальный пусковой ток наиболее крупного электродвигателя, получающего питание от ПУПП;

- коэффициент трансформации силового трансформатора.

Выбранная уставка реле КРУ должна быть проверена по току двухфазного к.з. на вторичной обмотке защищаемого трансформатора. Уставка выбрана правильно, если сохраняется соотношение

, (4.24)

где - расчётный ток двухфазного к.з. на стороне низкого напряжения ПУПП.

Рабочий максимальный ток линии, питающей энергопоезд

А.

Уставка КРУ по условию А, принимается равной 550 А.

Рабочий максимальный ток линии, питающей потребителей вентиляционного штрека (ПУПП №4)

А.

Уставка КРУ по условию А, принимается равной 200 А.

Проверяется уставка КРУ, питающего энергопоезд по условию (4.24)

,

следовательно, уставка выбрана правильно.

Проверяется уставка КРУ, питающего ПУПП №4 по условию (4.24)

,

следовательно, уставка выбрана правильно.

4.6 Газовая защита

Для проветривания шахты принят нагнетательный способ. Воздух в шахту подается вентиляторной установкой, состоящей из двух вентиляторов ВОД-30.

Для автоматического контроля содержания метана на выемочном участке лавы 30-48 используется аппаратура АС.

Предусматривается установка 3-х датчиков метана и аппаратуры сигнализации АС в непосредственной близости от ПУПП№3, питающей всех потребителей вентиляционного и конвейерного штреков, в т.ч. и АУЗМ. Срабатывание любого из датчиков вызовет отключение выключателя ПУПП№3 и снятие напряжения с аппаратуры АУЗМ, что в свою очередь вызовет отключение двух автоматических выключателей питающих очистной комбайн и лавный конвейер. Т.о. произойдет отключение всех потребителей очистного участка.

Датчик 1 устанавливается для контроля местного скопления метана в районе «кутка» лавы и настраивается на 2,0%.

Датчик 2 устанавливается на расстоянии 20 м от сопряжения лавы с вент. штреком и настраивается на 1,0%.

Датчик 3 устанавливается на расстоянии 10-15 м от конца выемочного столба и настраивается на 1%.

4.7 Энергетические и экономические показатели

Годовой расход активной электроэнергии на участке определяется как

,

где - коэффициент использования электропотребителей, принимается равным коэффициенту спроса ;

ч - продолжительность смены по добыче;

- количество добычных смен в сутки;

- число рабочих дней в году;

- коэффициент машинного времени;

- суммарная установленная мощность электродвигателей на участке, кВт.

.

Удельный расход электроэнергии на одну тонну добычи участка определится как

,

где - годовая добыча участка, т.

Тогда

.

5. Охрана труда

5.1 Правила поведения людей в аварийной ситуации

Пожар (взрыв)

При обнаружении идущего навстречу дыма в лаве 30-49 необходимо включиться в самоспасатель и двигаться по ходу вентиляционной струи по вентиляционному штреку 30-49, далее через сбойку, на конвейерный уклон пл.30. Двигаться по конвейерному уклону до ближайшей сбойки на вентиляционный уклон пл.30, по вентил. уклон пл.30, на путевой шт.пл.30, через сбойку на квершлаг №19, на бремсберг 30-50 и на поверхность. В случае обнаружения задымления на конвейерном уклоне пл.30, выходим на конв. шт. пл.30, квершлаг №20, путевой шт. пл.30, через сбойку на квершлаг №19, выйти на бремсберг 30-50 и на поверхность.

Загазирование (проникновение сильнодействующих веществ)

1. Прекратить всякие работы и вывести людей из загазированной выработки в безопасное место, запретить движение людей и монорельса по примыкающим выработкам с исходящей вентиляционной струёй.

2. Отключить электроэнергию в загазированной выработке и на пути исходящей из нее вентиляционной струи.

3. Выставить из числа членов ВГС, ИТР посты в безопасных местах для предотвращения доступа людей к загазированной выработке и аппаратуре включения электроэнергии.

4. Сообщить главному инженеру, начальнику участка, на котором произошло загазирование.

5. Произвести разгазирование в соответствии с «Инструкцией по разгазированию горных выработок, расследованию, учету и предупреждению загазирований».

При проникновении сильнодействующих ядовитых веществ проветривание и подачу сжатого воздуха прекратить после вывода людей.

6. При невозможности проветривания загазированных выработок эти работы выполняются горноспасательными частями в соответствии с мероприятиями, разработанными в установленном порядке.

Внезапная остановка главного вентилятора

Прекратить все работы на участке, отключить механизмы и электроэнергию, выйти на свежую струю. При остановке более 30 мин. вентилятора выйти запасными выходами на поверхность (за исключением горного мастера ВТБ и дежурного электрослесаря). Разрешить возобновление работ после проветривания и обследования горных выработок лавы 30-48.

Общешахтное отключение электроэнергии

Зафиксировать время отключения электроэнергии. Сообщить главному инженеру, главному механику, энергетику шахты. Прекратить всякие работы в шахте, отключить механизмы и направить людей к воздухоподающему стволу. Выяснить причину и ориентировочное время отключения электроэнергии, на основе чего принять решение о выводе людей из шахты. Принять меры по проветриванию выработок за счет естественной тяги.

Поражение электротоком

Отключить электроэнергию на участке, вызвать ВГСЧ, дежурного врача из медпункта. Членам ВГС установить посты возле электроаппаратуры для предотвращения ее включения и допуска к ней каких бы то ни было лиц до прихода специальной комиссии. Подготовить средства перевозки пострадавших на поверхность.

Несчастный случай (травмирования)

Направить к месту несчастного случая для оказания первой помощи доврачебной помощи: дежурного фельдшера медпункта; членов ВГС и надзора с ближайших рабочих точек. Вызвать на шахту реанимационно-противошоковую группу ВГСЧ, а при ее отсутствии- реанимационную бригаду скорой помощи. Сообщить о несчастному случае главному инженеру (заместителю по ТБ) и начальнику участка. Обеспечить готовность средств механизированной перевозки людей (монорельсовая дорога) и сопровождающего для незамедлительной доставки реанимационно - противошоковой бригады и ее возвращения на поверхность с пострадавшим.

Затопление водой (заиловка)

Взять самоспасатель и выйти на вышележащий горизонт по ближайшим выработкам по ходу движения воды.

Обрушение

Люди, застигнутые обрушением, должны принять меры к освобождению пострадавших, находящихся под завалом.

При невозможности выхода через купольную часть выработки установить дополнительную крепь и приступить к разборке завала. В случае, когда это невозможно, ждать прихода горноспасателей, подавая сигналы по коду о металлические (твердые) предметы.

Землятресение

Выйти на поверхность запасными путями, сосредоточиться на расстоянии 50-100 м от зданий, сооружений и др. строений.

5.2 Безопасность при эксплуатации конвейерного транспорта

По назначению конвейеры, применяющиеся на подземном транспорте, делятся на грузовые, грузолюдские, людские. По устройству они делятся на ленточные, скребковые, пластинчатые, винтовые, роликовые и инерционные.

Факторы, определяющие возможность возникновения опасных ситуаций на конвейерном транспорте: обрыв ленты, сход ленты, заштыбовка ленты, обрыв тяговой цепи, снятие грузов с конвейера, попадание работающих под движущиеся части, падение при переходе через работающий конвейер.

Выработки, предназначенные для установки ленточных конвейеров (кроме специальных), должны быть прямолинейными на всей длине става конвейера. Выработку необходимо ежесменно очищать от просыпавшегося угля или породы, а также от посторонних предметов.

Эти меры предотвращают проскальзывание и заклинивание ленты, трение ее о неподвижные предметы и, следовательно, возможность возникновения пожара.

Сход ленты в сторону может произойти при некачественной стыковке, серповидности ленты, загрузке материалов не по центру, неудовлетворительном монтаже конвейерного става (допущена кривизна) и налипании транспортируемого материала на ролики и барабаны.

Центрирование ленты осуществляют регулированием положения концевых барабанов и роликоопор, применением специальных конструкций центрирующих устройств. Загрузочные устройства должны направлять материалы на середину ленты, способствовать поступательному движению загружаемого материала, снижению до минимума вертикальной скорости падения. Высота падения не должна превышать 300 мм, при большей высоте должны быть предусмотрены меры по уменьшению силы удара о ленту, для чего используют отбойные листы и другие средства. Формирование материала на ленте осуществляется ограждающими бортами, расстояние между которыми принимается равным 2/3 ширины ленты.

Во избежание заштыбовки конвейерные ленты необходимо оборудовать устройствами по очистке лент и барабанов. Очистка лент осуществляется с помощью скребков различной конструкции. Для эффективной очистки устанавливают несколько скребков подряд. Для предупреждения попадания кусков материала и других предметов между лентой и барабаном на нижней ветви ленты перед хвостовым барабаном устанавливают сбрасыватели.

Некоторые выработки шахты «Большевик» имеют угол наклона более 6°, поэтому конвейеры должны снабжаться тормозными устройствами для предотвращения самопроизвольного сползания ленты при отключении привода.

Люди могут получить травму при обрыве ленты, поэтому в наклонных выработках с уклоном более 10° конвейеры оборудуют ловителями, в конструкции которых предусмотрено устройство, отключающее привод. Для конвейеров, оснащенных резинотросовыми лентами, дополнительно к ловителям необходимо устанавливать контрольную аппаратуру, которая позволяет своевременно обнаружить дефекты в тросовой основе и предупредить порыв ленты.

На бремсберговых конвейерах при определенных условиях скорость может возрасти за счет сил гравитации. При превышении скорости на 8 % возможно неуправляемое движение ленты вниз. Для предупреждения этого явления применяют датчики превышения скорости.

Реле скорости устанавливают для своевременного отключения конвейера при снижении скорости ленты до 75 % номинальной ее величины за счет пробуксовки, которая может вызвать пожар. Повторное включение конвейера, если причина не устранена, выполнить невозможно из-за блокировки.

Датчики контроля допустимого уровня загрузки устанавливаются в местах перегрузки и подключаются к цепям управления приводом конвейера.

Натяжные и приводные головки конвейера ограждают для предотвращения травмирования людей в пространстве между лентой и барабаном.

Запрещаются ремонт, смазка и очистка конвейеров во время их работы. У пункта включения конвейера в этом случае должна быть поставлена предупредительная табличка "Не включать! На конвейере работают люди!"

В местах пересечения выработок, у приводных и натяжных головок конвейера устраивают мостки для перехода людей. Вдоль лестницы мостков и их настила с двух сторон устраивают перила. Высота прохода людей над мостками должна быть не менее 0,8 м, ширина мостков 0,6 м.

Все конвейерные установки оборудуют средствами сигнализации, звуковой сигнал от которых слышен по всей длине конвейера. Продолжительность сигнала 5 с. Кроме того, в целях быстрого отключения конвейера предусматривают устройство, позволяющее это сделать из любой точки по его длине.

Значительное число несчастных случаев происходит во время обслуживания скребковых конвейеров при натяжении цепи с использованием двигателя конвейера или комбайна, срыве и развороте натяжных и приводных головок, расштыбовке нижней ветви конвейера без его остановки и неправильных приемах разгрузки скребкового конвейера. Для его расштыбовки и натяжения цепи необходимо применять приспособления и устройства заводского изготовления, поставляемые вместе с конвейерами.

Перевозка людей ленточными конвейерами должна полностью соответствовать Требованиям безопасности при перевозке людей ленточными конвейерами.

Перевозку людей осуществляют на специально сконструированных для этих целей людских и грузолюдских конвейерах, позволяющих перевозить людей в обе стороны. Расстояние от несущего полотна ленты до кровли выработки, переходных мостков и других устройств должно быть не менее 1 м. В местах установки площадок это расстояние должно составлять не менее 1,5 м и выдерживаться по длине конвейера не менее 10 м.

Площадки для посадки и схода людей состоят из опорного каркаса, настила, перил и ступенек до почвы выработки. Настил площадки схода располагается ниже, а площадки посадки выше или на одном уровне с лентой. Превышение и понижение площадок не должно превышать 50 мм. Длина площадок посадки не менее 1,5 м, схода -8 м, ширина площадок 0,7 м. Ролики конвейера у площадок ограждают, чтобы предотвратить соприкосновение с ними людей. Зазор между лентой и площадкой перекрывают.

Максимальный угол наклона выработки для перевозки людей конвейером не должен превышать 18°, скорость движения ленты 3,16 м/с, ширина ленты - не менее 800 мм.

Ленты участковых конвейерных линий шахты «Большевик» имеют ширину 1000 мм., магистральные конвейерные линии имеют ширину ленты 1200 мм. Скорость всех ленточных конвейеров не превышает 3,16 м/с. Однако некоторые выработки имеют угол наклона более 18 градусов, согласно требованиям ТБ, конвейеры этих выработок не оборудуются для перевозки людей.

Конвейеры для перевозки людей оснащаются следующими средствами безопасности:

* устройствами для отключения привода конвейера в случае проезда людьми площадок схода, причем датчик расположен таким образом, чтобы исключалась возможность проезда человека под ним на высоте 300 мм от ленты;

* устройством для экстренной остановки привода с любого места конвейера, которое располагается в выработке с неходовой стороны на высоте 200 - 400 мм от ленты;

* устройствами, предупреждающими о подъезде людей к площадке схода, которые выполняются из пеньковых канатов или полос конвейерной ленты, подвешиваемых на специальной раме на расстоянии 8 -- 10 м перед площадкой сходам, и конец которых висит над лентой на высоте 300 мм.

На расстоянии 15 м от начала площадки схода устанавливают желтый световой сигнал, над площадкой схода - красный; конвейеры снабжают датчиками бокового схода ленты и устройствами, отключающими конвейер при превышении скорости на 8 %.

Перевозка людей разрешается после приемки конвейера специальной комиссией. Ответственность за безопасность перевозки людей возлагается на начальника участка, в ведении которого находится конвейерная линия, а в смене - на горного мастера, который перед началом смены обязан проверить исправность конвейерных установок. Начальник участка или его помощник обязан не реже одного раза в сутки производить осмотр крепления выработок, зазоров для прохода людей и средств безопасности, которыми оснащен конвейер.

Перевозка людей в течение суток осуществляется по графику, утвержденному главным инженером шахты.

На каждом пункте посадки людей должна быть вывешена инструкция о порядке перевозки и правилах поведения людей с указанием значений сигналов. Световая и звуковая сигнализация подается при пуске и остановке конвейера. Посадку на ленточный конвейер производят по одному человеку с соблюдением интервала не менее 5 м, а при перевозке людьми инструментов - 10 м. Перевозка инструментов массой не более 20 кг разрешается только в чехлах. Положение людей при перевозке на ленточном конвейере должно быть "лежа на локтях".

При ненормальном движении ленты (сход в сторону, рывки, дергание и т.п.) необходимо остановить конвейер средствами аварийной остановки и сойти с него. При обрыве ленты все люди должны сойти с конвейера.

Новый запуск конвейера можно производить только после устранения неисправностей.

Во избежание несчастных случаев запрещается: посадка и сход вне площадок или когда последние неисправны; проезд на загруженной ленте конвейера; проезд с выключенными индивидуальными светильниками; перевозка горнорабочих, имеющих при себе взрывчатые материалы; перевозка людей на мокрых лентах конвейеров при углах наклона более 10°.

6. Охрана окружающей среды

Очистка сточных вод.

Сточными водами обогатительных фабрик называют удаляемые за пределы фабрик воды, загрязненные отходами и вредными примесями. Характеристика сточных вод зависит от состава обогащаемых руд и способов их обогащения, а также от свойств применяемых реагентов. Правильное решение водно-шламового хозяйства обогатительных фабрик сводится к тому, чтобы движение воды на фабрике было замкнутым, т. е. все осветленные воды на обогатительной фабрике после тщательной очистки полностью возвращались бы в процесс обогащения.

Выбор схем оборотного водоснабжения зависит от типа перерабатываемых полезных ископаемых и различных методов обогащения.

Загрязняющие вещества, содержащиеся в сточных водах, могут быть минеральными и органическими; по физическому состоянию они делятся на нерастворенные, коллоидные и растворенные.

К минеральным загрязняющим веществам относятся глина, песок, шлак, кислоты, соли и щелочи; к органическим -- остатки растений, плодов, овощей, бумага, физиологические выделения людей и животных, органические кислоты, бактерии и др. Значительная часть нерастворенных загрязняющих веществ в процессе очистки выделяется в осадок. Содержание минеральных веществ в осадке определяет его зольность. Зольность выражается в процентах; для бытовых сточных вод она равна 25--35%, для промышленных сточных вод зольность выше.

Органические вещества, содержащиеся в сточных водах, разлагаются микроорганизмами, для жизнедеятельности которых необходим кислород. Масса кислорода, необходимого для окисления органических веществ аэробными микроорганизмами, называется биохимической потребностью в кислороде -- БПК. На стойкие органические вещества биохимические процессы не воздействуют, поэтому БПК не характеризует общую массу органических веществ в сточных водах.

Масса кислорода, необходимого для окисления всех органических веществ, содержащихся в сточной воде, называется химической потребностью в кислороде -- ХПК. ХПК и БПК выражаются в миллиграммах на литр или в граммах на кубический метр. БПК всегда ниже ХПК и составляет 86% ХПК для бытовых сточных вод и 25--80% ХПК для производственных сточных вод.

Обычно определяют биохимическую потребность в кислороде за 5 и 20 сут (БПК5 и БПК20), хотя полное окисление органических примесей при температуре сточной жидкости 20°С требует не менее 100 сут.

Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами водоемы разделены на две категории:

I -- водоемы питьевого и культурно-бытового водопользования;

II -- водоемы, используемые в рыбохозяйственных целях.

Водоемы I категории подразделяются на два вида водопользования:

участки водоемов, используемые в качестве источников для централизованного и нецентрализованного питьевого водоснабжения;

участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения.

Основными показателями, по которым оценивается степень очистки сточных вод, спускаемых в водоем, являются:

содержание растворенного в воде кислорода, которое после смешивания с ней сточных вод в любой период года не должно быть ниже 4 мг/л;

биохимическая потребность в кислороде БПК20, которая для водоемов первого вида водопользования не должна быть больше 3 мг/л, а для водоемов второго вида водопользования -- 6 мг/л;

содержание взвешенных веществ в воде, которое после спуска сточных вод не должно увеличиваться больше, чем на 0,25 мг/л для водоемов первого вида водопользования и на 0,75 мг/л для водоемов второго вида водопользования;

активная реакция воды (рН) водоема, которая после смешивания со сточными водами должна находиться в пределах 6,5--8,5;

температура сточных вод, которая рассчитывается исходя из условий, что температура воды летом не должна повышаться в месте выпуска сточных вод более чем на 3°С;

предельно допустимая концентрация ПДК -- вредного вещества в воде водоема, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений и заболеваний, а также не нарушает биологического равновесия в водоеме. ПДК вредных веществ в водоемах приведена в табл. 6.1.

Таблица 6.1 - ПДК вредных веществ, мг/л

Вещество	Водоемы
	санитарно-бытового водопользования	Рыбо-хозяйственные
По санитарно-токсилогическому лимитирующему показателю вредности
Fe2+ Cu2+ Mg2+ Мо6+ Ni2+ Pb2+ F- Cr3+ Флокулянт ВА-2 Флокулянт ВА-102 Диметилдиоксам Нафтеновые кислоты ОПСМ Полиакриламид Ферроцианиды Цианиды (по CN)	0,5 0,1 -- 0,5 1 0,1 1,5 0,5 0,5 2 0,005 0,03 0,5 2 1,25 0,1	-- 0,01 50 -- 0,01 0,1 -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
По общесанитарному лимитирующему показателю вредности
Дибутилфталат Капролактам Аммиак (по N) Хлор активный Zn2+ Соли серной кислоты	0,1 1 2 -- 1 500	-- -- -- -- -- --
По органолептическому лимитирующему показателю вредности
Нефть и нефтепродукты в растворенном состоянии ОП-7 ОП-10 Фенолы Дитиофосфат (аэрофлот) крезиловый Амины АНП	-- 0,4 1,5 0,001 0,0001 0,05	0,05 0,3 0,5 0,001 -- 0,05

Для водоемов также установлены нормативные показатели по окраске, наличию плавающих примесей, возбудителей заболеваний, запахам и привкусам, минеральному составу.

При определении необходимой степени очистки сточных вод следует учитывать самоочищающую способность водоема, под которой понимают снижение концентрации загрязняющих веществ вследствие биохимических и физических процессов, протекающих в водоеме.

Содержащиеся в сточных водах примеси могут рассматриваться не только как вещества, вызывающие отрицательные последствия при сбросе в естественные водоемы, но и как вещества, которые при выделении из воды могут иметь самостоятельное народнохозяйственное значение. Присутствующие в сточных водах примеси разделяются на отходы и отбросы.

Отходы -- примеси, возвращение которых в производство может дать определенный экономический эффект; отбросы -- малоценные для народного хозяйства вещества. Следует иметь в виду, что граница между отходами и отбросами условна и с течением времени доля отбросов уменьшается в результате изыскания способов рационального использования их в народном хозяйстве. Поэтому очистка сточных вод производится не только с целью защиты природных водоемов от загрязнений, но и утилизации отходов для последующего их использования. Для очистки сточных вод применяются механические, биологические, физико-химические и механо-химические методы. Перед выпуском в водоем очищенные воды подвергаются дезинфекции.

Механическая очистка предназначена для удаления из сточных вод нерастворенных минеральных и органических загрязняющих веществ. Механическая очистка бытовых сточных вод осуществляется на решетках, в песколовках, жироловках, отстойниках, напорных гидроциклонах, фильтрах и хлораторах. Механическая очистка производственных сточных вод обогатительных фабрик производится в радиальных сгустителях или в хвостовых прудах.

В начале очистки бытовые сточные воды попадают на решетки, которые предназначены для улавливания крупных нерастворимых загрязняющих веществ. Решетки изготавливаются из металлических стержней различной формы; ширина отверстий между стержнями b=16?19 мм, угол наклона к горизонту ?=60-70°. Если за сутки улавливается больше 0,1 м3 загрязняющих веществ, очистка решеток должна быть механизирована. Уловленные на решетках загрязняющие вещества подвергаются дроблению, после чего возвращаются в поток воды перед решетками.

После решетки сточные воды попадают на песколовку, предназначенную для улавливания песка, шлака и других минеральных нерастворенных загрязняющих веществ. Наибольшее распространение получили песколовки горизонтальные и с вращательным движением жидкости. Осадок из песколовок удаляется механическим или гидромеханическим способом.

Для удаления всплывающих жиров, масел и т. п. применяются жироловки, принцип действия которых основан на том, что при уменьшении скорости движения воды в резервуаре происходит всплывание легких жировых частиц. При повышении уровня воды жировые частицы сливаются в боковые желоба и поступают в сборный резервуар.

Отстойники предназначены для улавливания из сточных вод находящихся во взвешенном состоянии нерастворенных загрязнений, в том числе жира и масел. В зависимости от направления движения воды отстойники подразделяются на три типа: горизонтальные, вертикальные и радиальные. В зависимости от назначения отстойники разделяются на первичные (для осветления сточных вод перед биологической очисткой) и вторичные (для осветления сточных вод после биологической или физико-химической очистки). Выбор типа и числа отстойников производится на основании технико-экономического сравнения с учетом местных условий.

Горизонтальный отстойник представляет собой прямоугольный резервуар. Сточная жидкость по подводящему и распределительному лоткам поступает в переднюю часть отстойника и протекает вдоль него до противоположного конца. Осветленная жидкость поступает в сборный лоток, а из него в отводной лоток. Для удержания всплывающих веществ (жиров, масел) в отстойнике устанавливают доски и специальный лоток, служащий для сбора и удаления плавающих веществ. Дно отстойника устраивают с уклоном в сторону, противоположную движению в нем жидкости, так как в передней части отстойника осадка выпадает больше. В передней части отстойника в приямке установлена труба для удаления осадка. Для глубокой очистки сточных вод, а также для их доочистки после биологической или других методов очистки применяют зернистые фильтры, принцип действия и конструкция которых аналогичны.

В настоящее время на очистных станциях для механической очистки сточных вод находят применение напорные гидроциклоны. Напорный гидроциклон состоит из цилиндрической части и примыкающей к ней снизу широким основанием конической части. Сточная жидкость поступает под давлением через входной патрубок и приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил более тяжелые частицы, содержащиеся в сточной воде, перемещаются от оси гидроциклона к его стенкам и вниз по спиральной траектории и через шламовую насадку отводятся из гидроциклона. Более легкие взвешенные частицы движутся во внутреннем спиральном потоке, направленном вверх, и отводятся из гидроциклона через сливной патрубок.

Простота конструкции, малая стоимость, удобство в обслуживании, надежность в работе и высокая производительность напорных гидроциклонов являются существенными преимуществами перед другими аналогичными аппаратами и способствуют их широкому применению для осветления загрязненных вод.

Биологическая очистка сточных вод применяется после механической очистки для удаления из сточных вод растворенных органических примесей и мельчайших взвешенных частиц. Их биологическое окисление производится в естественных или искусственно созданных условиях. В первом случае для этого используют почвы и замкнутые водоемы, во втором -- специальные биологические окислители (аэротенки, биофильтры и т. п.).

При проектировании схем канализации населенных пунктов и промышленных предприятий необходимо рассматривать возможность использования очищенных сточных вод для удобрения и орошения сельскохозяйственных культур. Для этих целей применяются поля фильтрации и поля орошения.

Поля фильтрации -- участки земли, предназначенные для полной биологической очистки предварительно осветленных сточных вод. При очистке сточных вод на полях фильтрации используется самоочищающая способность почвы. Наиболее интенсивно процесс окисления органических загрязняющих веществ протекает в верхних слоях почвы (0,2--0,3 м), где соблюдается благоприятный кислородный режим.

Поля орошения -- специально подготовленные и спланированные участки, на которых выращивают сельскохозяйственные культуры, а для орошения и удобрения используют сточные воды после их биологической очистки.

Применение почвенных методов очистки рекомендуется при расходах сточных вод до 5--10 тыс. м3/сут.

Поля орошения и поля фильтрации состоят из карт, спланированных горизонтально или с незначительным уклоном и разделенных земляными оградительными валиками. Размеры карт полей фильтрации определяют в зависимости от рельефа местности, общей рабочей площади полей, способа обработки почвы, расхода очищаемой сточной жидкости.

Оросительная сеть должна быть запроектирована таким образом, чтобы сточная вода подавалась самотеком в любой из участков обслуживаемой этой сетью территории. Сточная вода распределяется по картам оросительной сетью; вода, профильтрованная через слой почвы, отводится осушительной сетью.

Сточная вода по оросительной сети подается в распределительный колодец, откуда по магистральному каналу поступает в распределительный канал, а из него в картовый ороситель. Профильтрованная вода отводится по дренажной сети в отводную дренажную канаву, а по ней на выпуск.

Для полей фильтрации межполивной период колеблется от 5 до 10 сут; для полей орошения он устанавливается в соответствии с режимом полива выращиваемых культур. При определении требуемой площади полей орошения и полей фильтрации исходят из нормы нагрузки, т. е. объема сточной воды, которая может быть подана на 1 м2 за определенный промежуток времени. Нормы нагрузки принимаются по СНиП II-32--74.

При неблагоприятных грунтовых условиях на полях орошения и полях фильтрации устраивают осушительную сеть. Она состоит из дренажа, сборной сети, отводящих линий и выпусков. Дренаж является важным элементом полей. Он позволяет своевременно отводить излишнюю влагу из почвы и способствует проникновению воздуха в орошаемый деятельный слой, без чего не может проходить аэробный окислительный процесс. Устройство дренажа обязательно при залегании грунтовых вод на глубине менее 1,5 м от поверхности карт.

Биологические пруды. Процесс очистки в этих сооружениях аналогичен процессам, происходящим при самоочищении водоемов. Для устройства биологических прудов могут быть использованы естественные впадины местности, заброшенные карьеры, а также специально созданные водоемы. При очистке производственных сточных вод роль биологических прудов выполняют хвостохранилища, в которых достигается некоторая очистка от растворенных примесей в результате окислительного воздействия кислорода воздуха.

Аэротенки применяют для полной и неполной биологической очистки сточных вод. Они представляют собой резервуары, в которых насыщается воздухом и перемешивается смесь очищаемой сточной воды и активного ила.

Сточные воды поступают в аэротенки, как правило, после механической очистки. Концентрация взвешенных веществ в них не должна превышать 150 мг/л, а допустимая БПКполн зависит от типа аэротенка. При очистке смеси производственных и бытовых сточных вод должны соблюдаться требования СНиП II-32--74 по отношению к активной реакции среды, температуры, солевого состава, наличия вредных веществ, масел и т. п.

Нормальное протекание процесса биологического окисления в аэротенке происходит благодаря непрерывной подаче воздуха с помощью пневматической, механической или пневмо-механической систем аэрации.

Аэротенки используют в чрезвычайно широком диапазоне расходов сточных вод (от нескольких сот до миллионов кубических метров в сутки).

Окстенки -- герметически закрытые резервуары, в которые подается технический кислород. Их окислительная мощность в несколько раз выше, чем обычных аэротенков.

Циркуляционные окислительные каналы предназначены для полной биологической очистки сточных вод. Они представляют собой проточные бассейны трапецеидального сечения, имеющие замкнутую форму и оборудованные механическими аэраторами, обеспечивающими циркуляционное перемещение, перемешивание и насыщение кислородом обрабатываемой смеси сточной воды и активного ила. В циркуляционных окислительных каналах могут очищаться, помимо бытовых, высококонцентрированные неразбавленные производственные сточные воды с БПКполн до 6000 мг/л без предварительного отстаивания (после решеток и песколовок). Циркуляционные окислительные каналы бывают непрерывного и периодического действия.

Биологические фильтры предназначены для биологической очистки сточных вод. Сточная вода фильтруется через грубозернистый загрузочный материал, покрытый биологической пленкой, образованной колониями микроорганизмов. Биофильтры бывают с объемной (гравий, шлак, щебень, керамзит) и плоской (пластмассы, асбестоцемент, керамика, металл, ткани) загрузкой.

Биофильтр состоит из следующих основных частей: фильтрующего загрузочного материала, помещенного в резервуар; трубы, по которой сточная жидкость подводится к вращающемуся водораспределительному устройству, обеспечивающему равномерное орошение сточной жидкостью поверхности загрузки биофильтра; дренажного устройства для удаления профильтровавшейся воды по отводной трубе.

Процессы окисления в биофильтре протекают значительно интенсивнее, чем в других сооружениях биологической очистки. Эффективность очистки биофильтров очень высока, например, БПК выходящей жидкости снижается на 85% и более.

Механо-химические и физико-химические методы применяются для очистки производственных сточных вод. К этим методам прибегают, если перечисленные выше методы очистки малоэффективны. К механо-химическим методам очистки относятся нейтрализация и окисление; к физико-химическим -- коагуляция, сорбция, флотация, ионный обмен.

Нейтрализация сточных вод происходит в результате химической реакции между веществом, имеющим свойства кислоты, и веществом, имеющим свойства основания, приводящая к потере характерных свойств обоих соединений. Производственные сточные воды технологических процессов обогащения содержат щелочи, кислоты, а также соли тяжелых металлов.

В целях предупреждения коррозии материалов очистных сооружений, биохимических процессов в биологических окислителях и естественных водоемах, а также для удаления солей тяжелых металлов кислые и щелочные производственные сточные воды подвергаются нейтрализации. Применяются следующие способы нейтрализации: взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод при их смешивании; нейтрализация реагентами; фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк, доломит, магнезит, мел и др.).

Расход реагентов для обработки сточных вод определяют из условия полной нейтрализации содержащихся в ней кислот и щелочей и выделения в осадок солей тяжелых металлов. Реагентная нейтрализация производственных сточных вод производится на нейтрализационных установках.

Окисление -- реакция соединения какого-либо вещества с кислородом. Метод очистки окислением применяют для обезвреживания промышленных сточных вод, содержащих токсичные примеси (цианиды, комплексные цианиды меди и цинка) или соединения, которые нецелесообразно очищать другими методами (сероводороды, сульфиды и др.).

Для обезвреживания сточных вод используют следующие окислители: хлор, хлорную известь, гипохлорит кальция и натрия, озон, технический кислород и кислород воздуха. Самым распространенным способом очистки от ядовитых цианидов является обезвреживание сточных вод хлором или его соединениями. Озон также является сильным окислителем, способным разрушать в водных растворах при нормальной температуре многие органические вещества.

Применение в качестве окислителей озона, технического кислорода и кислорода воздуха является предпочтительным, так как не приводит к увеличению солевого состава очищаемых сточных вод и не загрязняет воду продуктами реакции.

Коагуляция -- слипание частиц коллоидной системы при их взаимодействии в результате процессов теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате коагуляции образуются более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления более мелких (первичных).

Коагуляционная очистка производственных сточных вод заключается во взаимодействии коллоидных и мелкодисперсных частиц сточных вод с более крупными частицами (хлопьями), образующимися при введении в воду коагулянтов. Коагуляционный метод очистки применяется при небольших расходах сточных вод, наличии дешевых коагулянтов, необходимости обесцвечивания стоков, неполной их очистке.

Сорбция -- процесс поглощения твердым телом или жидкостью (сорбентом) вещества (сорбата) из окружающей среды.

В качестве сорбентов применяют искусственные и природные пористые материалы: золу, торф, активную глину, активированный уголь и др. Основными характеристиками сорбентов являются: пористость, структура пор, химический состав. Наиболее эффективный сорбент -- активированный уголь, его пористость составляет 60--75%, а Удельная поверхность 400--900 м2/г.

Процесс сорбции осуществляется в насыпных фильтрах, представляющих собой колонну с неподвижным слоем сорбента, через который фильтруется обрабатываемая сточная жидкость, Скорость фильтрации колеблется от 1 до 6 м/ч и зависит от концентрации растворенных, в сточной жидкости веществ.

Сорбционная очистка применяется самостоятельно и совместно с биологической. Сорбционные методы очистки весьма эффективны для извлечения из промышленных сточных вод содержащихся в них ценных растворенных веществ с целью их последующей утилизации и использования очищенных стоков в системе оборотного водоснабжения.

Флотация -- процесс разделения мелких твердых частиц, основанный на различии в их смачиваемости водой. При флотации частицы прилипают к пузырькам воздуха, поднимаются в пену и удаляются вместе с ней. В зависимости от требуемой крупности пузырьков флотацию можно осуществлять различными способами, которые различаются конструктивным исполнением установок и способом разделения жидкой и всплывающей фаз.

Наибольшее распространение получила напорная флотация, поскольку она позволяет регулировать аэрацию в соответствии с требуемым эффектом очистки сточных вод. Пневматические флотационные установки нашли применение при очистке сточных вод, содержащих растворенные примеси, агрессивные к механизмам, имеющим движущиеся части.

Ионный обмен -- процесс обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами, находящимися на поверхности твердой фазы -- ионита. По знаку заряда обменивающихся ионов иониты подразделяются на катиониты и аниониты. Катиониты проявляют кислотные свойства и бывают сильнокислотные и слабокислотные. Аниониты проявляют свойства оснований и бывают сильноосновные и слабоосновные.

Очистка производственных сточных вод обогатительных фабрик и металлургических комбинатов методом ионного обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси (хром, цинк, свинец, медь, ртуть и др.) и использовать очищенные сточные воды в системах оборотного водоснабжения.

Для очистки сточных вод обогатительных фабрик цветной металлургии рекомендуются следующие методы в зависимости от основных загрязняющих компонентов.

Цианиды и роданиды	Хлорирование; озонирование, вакуумная отгонка; ионнообменный; биологический
Грубодисперсные примеси	Механическое отстаивание в хвостохранилище
Ионы тяжелых металлов	Осаждение; сорбция; цементация
Сульфаты, карбонатыи хлориды	Химическая очистка; электродиализ; гиперфильтрация; термическая дистилляция
Нефтепродукты	Механическое улавливание; химический с применением хлорного или сернокислого железа; электрофлотация; биологический
Фториды	Химический
Флотореагенты	Хлорирование, озонирование; саморазложение в водохранилище

Дезинфекция сточных вод перед выпуском в водоем после их очистки тем или иным способом производится для уничтожения патогенных микробов и исключения заражения водоемов этими микробами. Обеззараживание производится жидким хлором, хлорной известью, гипо-хлоритом кальция, озоном и др. Ориентировочный расход хлора для сточных вод, прошедших механическую очистку, -- 30 г/м3; для прошедших биологическую очистку, -- 10--15 г/м3. Хлорирование сточной жидкости производится в контактных резервуарах. Продолжительность контакта хлора с водой должна быть не менее 30 мин.

Выпуск -- сооружение, предназначенное для сбрасывания очищенных сточных вод в водоем. Конструкция выпуска должна обеспечивать хорошее перемешивание с водой водоема. Выпуски бывают сосредоточенные, если очищенные воды выпускаются в водоем через одно отверстие, и рассеивающие, если имеется несколько выпускных отверстий.

7. Защита людей при чрезвычайных ситуациях

Использование горных выработок в качестве защитных сооружений при чрезвычайных ситуациях.

Для защиты населения и материальных ценностей от оружия массового поражения могут быть использованы не только специально построенные укрытия и убежища, но и естественные, и искусственные полости в земных недрах: пещеры, тоннели, штольни, горные выработки шахт, глубокие карьеры, катакомбы и т.д.

Горные выработки обладают высокими защитными свойствами. Они надёжно защищают от проникающей радиации и светового излучения, ослабляют ударную волну, обеспечивают очистку воздуха от радиационной пыли. Особенно удобны для приспособления под защитные сооружения штольни, наклонные стволы (углы наклона до 18°) , выработки околоствольного двора, полевые штреки, квершлаги, выемочные камеры на соляных и рудных шахтах.

Подземные горные выработки, используемые для устройства защитных сооружений, должны отвечать следующим условиям:

- минимальные размеры поперечного сечения выработки должны быть не менее 1.8 м по высоте и 2 м по ширине;

- форма поперечного сечения выработки может быть любая, но наиболее предпочтительны сводчатая или арочная, как наиболее устойчивые;

- наклон выработки должен быть не более 18°, однако предпочтение следует отдавать горизонтальным выработкам;

- выработка должна быть пройдена в устойчивых нетрещиноватых породах;

- крепь выработки может быть бетонной монолитной, из сборного железобетона, металлической с железобетонной затяжкой;

- выработка должна быть сухой и незатапливаемой даже при перекрытых водоотливных канавках в условиях герметизации убежища.

Для исключения возможности затопления убежища шахтной водой в случае остановки водоотлива или внезапного поступления воды в шахту, выработка, используемая для устройства защитного сооружения, должна находиться на верхнем горизонте или выше отметки почвы выработок околоствольного двора. В этом случае выработки нижнего горизонта служат в качестве накопителя шахтного притока.

Кроме того, при выборе выработки для сооружения защитного убежища необходимо иметь ввиду, что в выработку могут поступать газы (метан, углекислый газ, оксид углерода), выделяющиеся из вмещающих пород и отработанной части шахты.

Это может привести к загазированию убежища даже при полной герметизации и перевода его на автономную вентиляцию.

Укрытия, сооружаемые в горных выработках, не должны располагаться далеко от штолен, шурфов и стволов, оборудованных лестничными отделениями. Вместе с тем, если наклонные стволы и штольни оборудуются как противорадиационные укрытия, люди должны размещаться от выхода выработки на дневную поверхность на расстоянии не менее Z=10S1/2, где S -площадь поперечного сечения входной выработки, м2.

Пропускная способность подходных к защитному сооружению выработок при пешем передвижении определяется по формуле П=П0b, где П0 - пропускная способность выработки на 1 м ширины прохода, чел.; b - ширина прохода, оборудованного для передвижения людей, м. В зависимости от угла наклона выработки принимаются следующие значения П0:

Угол наклона до 7° 7-15° до 30°

П0 , человек в мин. 80 60 40

Приспосабливая горные выработки под защитные сооружения, необходимо иметь ввиду характерные свойства поражающих факторов при чрезвычайных ситуациях.

Воздушная ударная волна, возникающая при ядерном взрыве или взрыве обычных боеприпасов, порождает волны сжатия в грунте, которые однако не достигают горных выработок, находящихся на глубине нескольких десятков или сотен метров от поверхности. Но ударная волна способна затекать внутрь выработок, выходящих на дневную поверхность. На снижение давления в воздушной ударной волне затекания влияет ориентация входа в выработку относительно направления на центр взрыва, надшахтное здание, технологическое оборудование, находящееся в выработках, размеры поперечного сечения и длина выработок по пути движения ударной волны, наличие ответвлений, поворотов и расширений в выработке и т.д. Все эти факторы в совокупности могут ослабить воздушную ударную волну затекания до 50 - 80%.

Световое излучение ядерного взрыва непосредственно на горные выработки не воздействует, но может вызвать пожары на поверхности. Дымовые газы и пламя горящих объектов на поверхности могут быть затянуты в горные выработки и это обстоятельство должно учитываться при проектировании защитных сооружений.

Проникающая радиация полностью поглощается толщей пород и не влияет на укрываемых в горных выработках.

При заражении территории объектов радиоактивными и отравляющими веществами возможно попадание их в подземные выработки с воздухом, поэтому защитные сооружения должны оснащаться автономными фильтровентиляционными установками.

Электромагнитные импульсы ядерного взрыва непосредственно в горные выработки не проникают, однако создаваемые ими импульсные токи могут проникать в подземные выработки по кабельным линиям, трубопроводам, рельсовым путям и т.п. и вызывать поражения людей, инициировать взрывы газов и пожары, повреждать электрооборудование, средства связи и управления. Для защиты от электромагнитного импульса на кабельных линиях и трубопроводах у входов в горные выработки должны устанавливаться защитные устройства.

На шахтах с вертикальными стволами для укрытия трудящихся шахты, работающих на поверхностном комплексе, целесообразно сооружать поверхностные убежища, а для подземного персонала - приспосабливать для этих целей горные выработки. При небольшой глубине шахты (не более 100 м) поверхностное и подземное защитные сооружения могут быть соединены шурфом. Такое совмещённое убежище позволяет укрыть за меньшее время большее количество людей.

Горные выработки могут быть использованы для сооружения убежищ, противорадиационных и противохимических укрытий, хранилищ для размещения резервов продовольственных и материально-технических ресурсов .

Вместимость защитных сооружений определяется с учётом численности и контингента укрываемых, наличия пригодных выработок и ряда других факторов.

Размеры подземного защитного сооружения для размещения людей должны определяться из расчёта 1 м2 площади почвы (пола) выработки на 1-го человека. Норма увеличивается до 6 м2, если имеется опасность поступления заражённого воздуха. Выработка должна быть оборудована местами для сидения и лежания размерами соответственно 0.60x0.45 и 0.55x1.8 м. Число мест должно соответствовать общей численности укрываемых, в т.ч. мест для лежания 25% от общей их численности.

Защита от ударной волны затекания при оборудовании убежищ в горных выработках достигается устройством защитно-герметичных перемычек, которые врубаются в породы по периметру сечения выработки. Эти перемычки рассчитываются на давление во фронте ударной волны затекания.

Для пропуска людей и транспорта в действующих шахтах в перемычках устраивают защитно-герметичные двери.

В выработке, приспособленной для убежища, должны размещаться санузел, баки или вагонетки для питьевой воды (из расчёта 3 л/чел, сут.), пункту управления и связи, медицинский пункт, фильтровентиляционная камера.

Освещение убежища осуществляется от общешахтной осветительной сети, от аккумуляторных электровозных батарей либо с помощью головных индивидуальных светильников. Не допускается применять светильники с открытым пламенем.

В защитном сооружении целесообразно иметь сигнализаторы метана, оксида углерода и другие приборы контроля состояния атмосферы.

Участки выработок в пределах убежища оборудуют средствами пожаротушения из расчёта один огнетушитель и ящик с песком ёмкостью 0.2 м3 на каждые 100 м выработки.

Систему вентиляции для убежищ следует проектировать по режиму чистой вентиляции и фильтровентиляции. Количество воздуха, подаваемое системой вентиляции в убежище, должно обеспечивать требуемый состав воздуха (кислорода >19%, углекислого газа <1,5%) и удаление тепловыделений и влаги.

Чистая вентиляция убежищ проектируется с использованием естественной тяги или с принудительным побуждением. В горных выработках шахт, не выделяющих взрывоопасных и вредных для дыхания людей газов, естественная вентиляция возможна при любом направлении естественной тяги. В противном случае естественная вентиляция убежищ может быть использована только при однозначном направлении естественной тяги в зимнее и летнее время года, совпадающим с направлением движения воздуха в выработках при промышленной вентиляции.

Для принудительной вентиляции убежищ используются вентиляторы с электроручным и электрическими приводами.

Для очистки воздуха от радиационной пыли и отравляющих веществ применяется фильтровентиляция, которая должна обеспечивать в защитном сооружении подпор воздуха не менее 1 мм водяного столба при максимальной депрессии естественной тяги на горизонте убежища.

Вывод укрываемых на поверхность осуществляется с помощью подъёмных установок, если они не разрушены, а также пешим порядком по штольням, лестничным отделениям и ходкам вертикальных и наклонных стволов и шурфов.

Некоторые горные выработки шахты «Большевик» подходит для организации в них укрытий при чрезвычайных ситуациях. Шахтное поле вскрыто наклонными стволами - это облегчает вывод пешим порядком людей из убежища при остановленных средствах транспортировки (отключение электроэнергии, поломка).

Для сооружения защитных укрытий лучше всего подойдут такие выработки как: конвейерный штрек пласта 30; конвейерный штрек пласта 29а; фланговый конвейерный штрек пласта 29; фланговый уклон; фланговый конвейерный уклон; вентиляционный штрек 30-52-1. Все выше перечисленные выработки капитальные, арочной формы. Крепи выработок бетонные монолитные, либо металлические с железобетонной стяжкой. Сечение выработок в свет 16,7 м2 и более, наклон данных выработок колеблется от 2 до 15 градусов.

Исходя из этого можно сделать вывод о том, что поле шахты «Большевик» пригодно для создания защитных сооружений при чрезвычайных ситуациях.