Zapylenie

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest pomiar zapylenia atmosfery kopalnianej (stężenie pyłu całkowitego i respirabilnego) oraz wyznaczenie zawartości krzemionki w powietrzu.

Pomiary

Zapylenie pomierzono przy pomocy pyłomierza stacjonarnego grawimetrycznego Barbara 3A, który umożliwia wyznaczenie zapylenia w danym miejscu oraz wagi analitycznej.

Przed rozpoczęciem wykonywania badania należało zważyć filtr i zbiornik pyłomierza, każde z osobna – za pomocą wagi laboratoryjnej z dokładnością do 0,0001g. Nastepnym krokiem było podłączenie pyłomierza do komory pyłowej na 10 minut. Po tym czasie wyłączono przepływ powietrza z komory i ponownie zważono filtr oraz zbiornik, uważając by nie dotknąć części filtra na której znajdował się pył (pomiar 1). Następnie powtórzono tę czynność jeszcze dwukrotnie podłączając pyłomierz do komory odpowiednio na 9 i 8 minut (pomiar 2 i 3).

Wyniki pomiarów

Tab.1. Wyniki pomiarów.

	Przed badaniem	Pomiar nr 1	Pomiar nr 2	Pomiar nr 3
Waga filtra [g]	11,7860	11,7863	11,7865	11,7869
Waga zbiornika [g]	10,4713	10,4737	10,4769	10,4788
Masa pyłu na filtrze (respirabilnego) [mg]	0	0,3	0,2	0,4
Masa pyłu w zbiorniku [mg]	0	2,4	3,2	1,9
Masa pyłu całkowitego (filtr + zbiornik) [mg]	0	2,7	3,4	2,3

Na podstawie wydatku pyłomierza, czasu pomiaru oraz powyższej tabeli obliczono stężenia dla poszczególnych przedziałów czasowych (10; 9 ; 8 minut).

Z=$\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{V}}$ [$\frac{\mathbf{\text{mg}}}{\mathbf{m}^{\mathbf{3}}}$], gdzie V=q*t

Objaśnienia do wzorów:
Z – zapylenie [mg/m³];
m- masa pyłu [mg];
V- objętość powietrza;
q- wydatek pyłomierza, q = 5 [l/min]
t – czas pomiaru [min]

Obliczenia:

• Dla t₁ (10 min)

V = 5 [l/min] * 10 [min] = 50 [l]

50[l] = 50 [dm³] =0,05 [m³]

Stężenie pyłu respirabilnego:

Z=$\frac{0,3\lbrack mg\rbrack}{0,05\ \lbrack m^{3}\rbrack}$ = 6 [mg/m³]

Stężenie pyłu całkowitego:

Z=$\frac{2,7\ \lbrack mg\rbrack}{0,05\ \lbrack m^{3}\rbrack}$ = 54 [mg/m³]

• Dla t₂ (9 min)

V = 0,045 [m³]

Stężenie pyłu respirabilnego:

Z=$\frac{0,2\lbrack mg\rbrack}{0,045\ \lbrack m^{3}\rbrack}$ = 4,44 [mg/m³]

Stężenie pyłu całkowitego:

Z=$\frac{3,4\ \lbrack mg\rbrack}{0,045\ \lbrack m^{3}\rbrack}$ = 75,56 [mg/m³]

• Dla t₃ (8 min)

V = 0,04 [m³]

Stężenie pyłu respirabilnego:

Z=$\frac{0,4\lbrack mg\rbrack}{0,04\ \lbrack m^{3}\rbrack}$ = 10 [mg/m³]

Stężenie pyłu całkowitego:

Z=$\frac{2,3\ \lbrack mg\rbrack}{0,04\ \lbrack m^{3}\rbrack}$ = 57,5 [mg/m³]

Tabela 1. Zestawienie obliczeń.

Pomiar	Przyrost masy filtra [mg]	Przyrost masy zbiornika [mg]	Przyrost masy całkowitej (ΔmF+ ΔmZ) [mg]	Zapylenie pyłem respirabilnym [mg/m^3]	Zapylenie całkowite [mg/m^3]
T1	0,3	2,4	2,7	6	54
T2	0,2	3,2	3,4	4,44	75,56
T3	0,4	1,9	2,3	10	57,5
Średnia:	6,81	62,35

Zawartość wolnej krystalicznej krzemionki (WKK) w pyle wynosi 0,9%.

Najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) pyłu w powietrzu przy zawartości WKK poniżej 2% wynosi:
* pył całkowity – 10 [mg/m³].

Wnioski

Na podstawie wyliczonego średniego stężenia pyłu całkowitego można stwierdzić, że NDS przy zawartości WKK poniżej 2% zostało przekroczone ponad sześciokrotnie. Takie stężenie pyłu wymaga zastosowania sprzętu filtracyjnego klasy 2. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 14 czerwca 2002 r. w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych – stężenie pyłu kwalifikuje się do kategorii B zagrożenia pyłowego.

Profilaktyka

Podstawowym elementem profilaktyki zwalczania zagrożenia pyłami szkodliwymi

dla zdrowia jest profilaktyka zbiorowa polegająca na ograniczaniu zapylenia

w miejscach jego powstawania. Generalnie ten element profilaktyki realizowany jest

między innymi poprzez:

- stosowanie układów zraszających na kombajnach ścianowych oraz chodnikowych,

w tym układów zraszania wewnętrznego

- stosowanie odpylaczy w drążonych wyrobiskach korytarzowych przewietrzanych

wentylacją odrębną,

- stosowanie środków chemicznych zmniejszających napięcie powierzchniowe wody

zasilającej układy zraszające w celu poprawienia skuteczności zraszania,

- stosowanie dysz zraszających na przesypach przenośników odstawy urobku

- stosowanie przepłuczki wodnej przy wierceniu otworów strzałowych w skałach

zwięzłych wiertarkami udarowymi powietrznymi,

- stosowaniu dodatkowych urządzeń zraszających na kombajnach,

- stosowaniu innych urządzeń np. tzw. kurtyn wodnych,

Równie ważnym elementem profilaktyki jest stosowanie przez pracowników środków

ochrony indywidualnej dróg oddechowych takich jak:

• półmaski

• maski

• kaptury ochronne.