При виробництві будівельних матеріалів з родовищ другої і третьої груп повинна бути документально оформлена згода споживача на сировину для виробництва будівельних матеріалів підвищеної радіоактивності. 13

Способи визначення радіоактивності будівельних гірських порід

Радіаційно-гігієнічна оцінка облицювальних гірських порід включає визначення потужності дози гамма-випромінювання, що створюється радіоактивними елементами гірських порід на місці їх залягання, і встановлення величини сумарної питомої активності радіонуклідів в породах. Саме за цими двома показниками оцінюється можливість використання будівельних гірських порід для виробництва будівельних виробів першого і інших класів. Потужність гамма-випромінювання визначається гамма-методом шляхом вивчення радіоактивності каменя в 2 геометрії вимірювань по природних оголеннях і в 4 геометрії при каротажі свердловини. Сумарна ж питома активність радіонуклідів встановлюється по вмісту радіоактивних елементів в породах, які визначаються на підставі обробки даних гамма-каротажа, в результаті гамма-спектрометричних вимірювань. Родовища обов'язково оцінюються по радіаційно-гігієнічних характеристиках, але значна частина родовищ розвідані раніше, коли вимоги за радіаційно-гігієнічною оцінкою були відсутні. Частина з цих родовищ розробляються. Все це вимагають ефективних методів і способів радіаційно-гігієнічної оцінки будівельних гірських порід, як на стадії розвідки, так і на стадії розробки родовищ. Радіаційно-гігієнічна оцінка корисних копалини на родовищах будівельних гірських порід при виробництві геологорозвідувальних робіт регламентується спеціальними тимчасовими методичними вказівками Мінгео України. А ось затвердженої методики радіаційно-гігієнічної оцінки сировини в кар'єрах, що діють, немає.

У зв'язку з цим узагальнення кращого досвіду в даному питанні може сприяти розробці єдиною нормативно технічній документації і бути корисним багатьом підприємствам, добувним будівельні гірські породи. Існує багато способів визначення радіоактивності гірських порід, але перевага, як відомо, віддається радіометричним методам, фізичною основою яких є наступні закономірності розпаду радіоактивних ядер:

- при - розпаді ядро викидає - частинку, унаслідок чого нуклід, що утворився, займає в періодичній системі елементів місце на дві клітки лівіше початкового, а його масове число зменшується на 4 одиниці;

при - розпаді ядро випускає електрон і знов утворюється нуклід з таким же масовим числом, як і у нукліда, що розпався, з атомним номером на порядок вище;

при електронному захопленні електрон захоплюється ядром радіонукліда зі своєї оболонки. Нуклід, що утворився, займає в періодичній системі елементів місце на одну клітку лівіше за початковий нуклід. В цьому випадку один протон в ядрі початкового нукліда перетворюється на нейтрон. Місце, що звільнилося, в електронній оболонці заповнюється електронами з іншої оболонки, внаслідок чого випускається характеристичне гамма-випромінювання.

Найбільш ефективними методами вивчення природної радіоактивності гірських порід є методи, засновані на реєстрації, - випромінювань із-за їх великої проникаючої здатності. Для планомірного і якісного вивчення кар'єрного поля геофізичними методами і способом буріння необхідний комплекс підготовчих топо-маркшейдерских робіт. Як планово-графічна основа доцільно використовувати маркшейдерський (топографічний) план родовища масштаб не менше 1:1000. Для виробництва детальною гамма-зйомки кар'єра виконується вішання паралельних профілів з відстанями через 20м з розбиттям по ним пікетажу (відстань між пікетами 10 м). По маркшейдерському плану здійснюється геофізична прив'язка проектованих свердловин колонкового буріння і пунктів геофізичних спостережень, винесення в натуру яких виконується тахеометричним способом.Вивчення радіоактивності нижніх горизонтів корисної копалини, не розкритих кар'єром, проводиться за допомогою буріння свердловин з подальшим гамма-каротажем і літохімічними випробуваннями кернового матеріалу. Свердловини буряться колонковим бурінням верстатом УКБ 200/300 з початковим діаметром 93-76 мм і кінцевим 59 мм до відмітки затверджених запасів. Зміна діаметрів буріння проводиться після проходки свердловиною вивітреного граніту. Осадові породи, дресва і каолін розбурюються армованими коронками діаметром 93 і 76 мм з промивкою глинистим розчином і обсадженням стовбура свердловин. Буріння гранітів виконується діамантовими коронками діаметром 59 мм з промивкою водою. Вихід керна 80-90%. По всіх свердловинах здійснюється детальний порейсовий опис керна (рейси нормальні - 1-4 м).

Гамма-каротаж свердловин найдоцільніше виконувати польовим радіометром типу СРП 68-03 з точковою реєстрацією радіоактивності по стовбуру свердловини через 1 м, з безперервним прослуховуванням між точками фіксованих вимірювань, з деталізацією аномалій, з кроком вимірювання - 0,1 м. За результатами вимірювань будуються графіки гамма-каротажу. 13

Радіометричну профілізацію стінок кар'єру доцільно виконувати приладом СРП-68-01 по профілях через 10 м з узяттям двох фіксованих вимірювань на кожному профілі (одне біля підніжжя стінки, інше на висоті 2,5 м) при безперервному прослуховуванні між точками фіксованих вимірювань. У місцях підвищеної радіоактивності порід мережа вимірів згущується до 0,2 х 0,2 м. Детальна гамма-зйомка дна і у уступів кар'єру проводиться також приладом СРП-68-01 з безперервним прослуховуванням між точками фіксованих вимірювань. У місцях підвищеної або такої, що різко змінюється радіоактивності проводиться згущування мережі спостережень до 5 х 5 м.

За наслідками радіометричної профілізації стінок і детальною гамма-зйомки дна і уступів кар'єру складається план радіометричної зйомки кар'єру і зарисовка його стінок. Підприємства, добувної і переробної промисловості будівельних гірських порід, мають, як правило, наступні склади готової продукції: склад сировини; склад будівельної продукції; склад продукції, що отримується від комплексної переробки відходів.

В процесі вимірювання гамма-фону на складах сировини встановлено, що його виробництво на складі блоків і тесано-полірованих виробів є малоефективним, а на складах сипких - достатньо ефективним. Найбільш ефективним є вимірювання гамма-фону на складі щебеню, при цьому необхідно на кожному конусі брати не менше 10 відліків на крапках біля підніжжя конуса і на доступній висоті. Фіксовані точки вимірювання слід розташовувати через 90 градусів (у геометрії 4) із зануренням детектора в щебінь на глибину не менше 0,7 м.

Літохімічне випробування є основним методом, за результатами якого проводять радіаційно-хімічну оцінку порід. З метою вивчення радіаційної характеристики родовища необхідно виконувати його випробування як за площею (випробування кар'єру), так і на глибину (випробування керна свердловин). Вибір способу випробування залежить від виду корисної копалини, характеру його розподілу, вхідних в його склад елементів точності і якості вживаних методів аналізу і отримуваних результатів.

Для контролю і підвищення достовірності визначення змісту радіонуклідів в породі використовуються також лабораторні методи. Цими методами визначають вміст радіоактивних елементів, по яких розраховують радіаційну характеристику порід. Для лабораторних досліджень використовують проби будівельного каменя, відібрані з місць із значеннями гамма-активності, що перевищують параметри радіоактивності будматеріалів першого класу, а також проби товарної продукції, загальна кількість яких визначається виходячи з системи розробки родовища і наміченої продукції з урахуванням результатів польових радіометричних робіт. З результатами лабораторних досліджень на радіонукліди в будівельних породах повинні бути пов'язані свідчення гамма-активності порід і підсумки інтерпретації даних гамма-каротажа, що дозволяє упевнено виділяти гірські породи різних класів радіоактивності за площею і в розрізі родовища. Для визначення вмісту радіонуклідів в пробах гірських порід можуть застосовуватися гамма-спектрометричний, рентгеноспектральний, хімічний, радіохімічний і нейтронно-активаційний методи лабораторних досліджень.

Гамма-спектрометричний метод найбільш прийнятний для вивчення проб гірських порід на радіоактивність з метою отримання їх радіаційної характеристики. Цим методом визначається роздільний вміст радіоактивних елементів (226Rа, 238U, 232Th і 40К) в одному навішуванні масою 500 г при розмірі частинок не більше 1 мм. Дослідження ведуться стандартною апаратурою, або блоками аналізуючої апаратури, що серійно випускаються.

Для визначення вмісту в породі урану і торія може бути використаний рентгеноспектральний метод, при якому вимірювання ведуться по малих навішуваннях (3-4г). При цьому використовується серійна рентгеноспектральна апаратура типу ФРА-4, АРФ-4М, АРФ-6, ФРС-2 та інші. Метод характеризується високою продуктивністю і низькою вартістю аналізу.

При масових дослідженнях проб будівельних гірських порід на радіоактивні елементи нейтронно-активаційний, хімічний і радіохімічний методи поки не знаходять широкого застосування. Нейтронно-активаційний і хімічний методи зрідка використовуються для визначення концентрації урану і торія, а радіохімічний - радію і торія. Нейтронно-активаційний метод вимагає для аналізу складного устаткування (ядерні реактори), а хімічний і радіохімічний методи вимагають попереднього розділення і концентрації радіоактивних елементів. До того ж ці методи трудомісткі і малопродуктивні тому вони використовуються рідко. Методи, що дозволяють аналізувати зміст тільки урану і торія або радію і торія, доповнюються визначенням калію способом полум'яної фотометрії. Радіаційна характеристика будівельної сировини дається по сумарній дозі випромінювання, обумовленій радієм, торієм і калієм. У разі визначення концентрації урану, а не радію, в розрахунках цієї характеристики дається використання даних по урану. Але слід пам'ятати, що розрахунок величини сумарної питомої активності радіонуклідів за вмістом урану є достовірним, якщо в досліджуваній породі збережений стан радіоактивної рівноваги між ураном і радієм.

При вимірюванні гамма-активності будівельних гірських порід в кар'єрах визначається загальна радіоактивність (у 2-геометрії). Дані вимірів гамма-активності порід використовуються для виділення в покладі мінеральної сировини з радіаційними параметрами будматеріалів першого і інших класів. Гамма-активність порід заміряється радіометрами типу СРП-68-01 і іншими з сцинтиляційними детекторами. Вимірювання радіоактивності гірських порід ведеться по поверхні оголень, стінкам і дну кар'єру. При прослуховуванні визначається загальний характер гамма-поля, визначаються ділянки з аномальною радіоактивністю. На ділянках з нормальним фоном гамма-випромінювання фіксовані вимірювання ведуться по мережі 1 х 1 м (1 х 2 м), на аномальних ділянках із згущуванням точок спостережень до 0,2 х 0,2 м (0,1 х 0,1 м). На великих за площею оголеннях і в кар'єрах визначення радіоактивності каменя шляхом прослуховування на телефон ведеться по 2-образних маршрутах. Труднодоступні ділянки вивчаються за допомогою телефону по лінійному маршруту уздовж підстави вертикальної поверхні порід. Виміри гамма-активності каменя, що фіксуються, проводяться по профілях, що орієнтуються по можливості навхрест простягання порід. Профілі вимірів прокладаються через дно і стінки і по периметру кар'єру. Уступи кар'єрів і вертикальні стінки оголень обстежуються по профільних лініях шляхом подовження гільзи в два прийоми в нижній і верхній частинах обриву або, при необхідності, за допомогою каротажної апаратури. Відстані між профілями вибираються залежно від геологічних, особливостей обстежуваного покладу, мінливості гамма-поля, розмірів оголень і кар'єрів. Вони можуть змінюватися від 2-5 до 2.5-50 м. Відстані між точками вимірів на профілях змінюються від 1-2 м до 5 м з суцільним прослуховуванням проміжків. Виявлені аномалії деталізують шляхом зменшення фіксованих інтервалів до 0,2-0,1 м з визначення контуру аномальних ділянок за межами профілю. Обстеження гамма-активності порід на родовищі ведеться так, щоб були охарактеризовані всі зустрічні різновиди порід. Жили, зони дроблення, разсланцювання, гідротермальної переробки, мінералізації і області контактів між різними породами обстежуються особливо, із згущуванням мережі гамма-вимірів. Отримані дані перевіряють 10%-им об'ємом контрольних вимірювань, виконаних тим же методом, але іншим приладом. Середньоквадратична відносна погрішність вимірів не повинна перевищувати ±10%. Значення гамма-активності порід в точках вимірів показуються на планах або зарисовках кар'єрів і оголень, або на накладних кальках, які поєднуються з цими планами або зарисовками. На підставі набутих значень радіоактивності порід по кар'єру або оголенні виділяють ділянки розвитку гірських порід, відповідних по гамма-активності будматеріалах першого і інших класів. На ділянках поклади, на яких радіоактивність перевищує перший клас, намічаються місця для гамма-спектрометричних досліджень і випробування на радіоактивні елементи. 13

Визначення гамма-активності будівельних гірських порід по свердловинах при його пошуках, попередній, детальній і експлуатаційній розвідках проводиться за допомогою гамма-каротажу, при якому потужність дози гамма-випромінювання, що створюється породами, визначається уздовж осі свердловини (у 4-геометрії), що дає можливість використовувати результати вимірювань для отримання даних про вміст радіоактивних елементів в породах. При гамма-каротажі вимірювання радіоактивності порід по свердловині здійснюється сцинтиляційною апаратурою (СРП-68-02, СРП-68-03, КУРА-1, КУРА-2, РУР-1, РУР-2, РСК-М, РСЬК-У, ДРСА, ДРСТ-3-60, ДРСТ-1 і інший). Реєстрацію гамма-активності порід ведуть шляхом безперервного або точкового запису. Після обробки даних вимірів і внесення в них поправок на поглинання гамма-випромінювання буровим розчином і обсадними труба; отримані результати відображають на геологічному розрізі по свердловині у вигляді кривої гамма-активності порід.

Деякі особливості розповсюдження радіонуклідів в породах, приурочених до Українського кристалічного щита

Основна маса родовищ природних каменів, таких як граніти, лабрадорит, габбро і інших, приурочена до Українського кристалічного щита, одному з найбільших геоструктурних регіонів мінерально-сировинної бази. Вивержені кристалічні породи Українського кристалічного щита, що вилилися, і особливо, його північно-східній частині, характеризуються, як правило, підвищеною радіоактивністю. Найбільш значна частина родовищ каменя України приурочена до Житомирсько-Кіровоградського комплексу. Кам'яні породи переважно представлені гранітами. На вигляд це масивні, рідше за гнейсовидні породу сірий або світло-сірий кольори, що складаються з польового шпату (мікроклину, ортоклазу і плагіоклазу від альбіт-олігоклазу до олігоклазу), кварцу, біотиту, і невеликої кількості мусковита. З другорядних мінералів присутні апатит, магнетит, турмалін, рідко епідот, титаніт, гранат.

Характерно, що з гранітами Житомирсько-Кіровоградського інтрузивного комплексу пов'язані утворення пегматитових жил невеликої потужності, що лише рідко досягають 0,5-1,0 м. Найчастіше потужність їх не перевищує декількох сантиметрів. Пегматитові жильні утворення січуть породи, що вміщають їх, під різними кутами. Пегматит складається з кристалів польових шпатів, що досягають 3--4 см в поперечнику, між якими спостерігаються листочки біотиту, що досягають 2-3 см. Структура ж пегматиту грубозерниста, пегматондна, а текстура масивна. Родовища облицювальних гранітів Корнінського, Коростишевського, Осиково-Копецького і інших родовищ характеризуються виділеннями порфіробластових средньозернистих гранітів і плагіо-гранітів. Ділянки залягань средньозернистих порід характеризуються густішим розвитком тріщин окремості, площини яких покриті тонким шаром каоліну і забарвлені в буро-жовтий колір гідр оксидами заліза.

Радіаційно-гігієнічна характеристика вищеназваних родовищ вивчалася за даними гамма-промера керна (по 15-25 свердловин на кожному з них) і досліджень 10-14 літохімічних проб. Граніти згаданих родовищ мають наступні особливості геологічної радіаційно-гігієнічної будови:

Ш наявність радіоактивних мінералів (ортіт, моноцит, циркон, апатит, і ін.), які асоціюють в плеохроїчних зонах навколо біотиту;

Ш наявність пегматитових жил, до яких часто приурочений підвищений вміст радіоактивних елементів, особливо урану і торія;

Ш різноманітний і часто мінливий минералого-петрографічний склад гірських порід родовищ (порфіробластовий гранує, плагіограніт, гнейс і так далі).

Згідно вимог національних норм радіаційної безпеки будівельні матеріали, як вже наголошувалося раніше, підрозділяються на 5 класів по можливих видах їх використання залежно від концентрації в них природних радіонуклідів в пКі/кг, так званій питомій активності А. Так як питома активність А, яку ще часто називають еквівалентним вмістом природних радіонуклідів (СЕКВ), є нормативним показником, що визначає клас і область застосування будівельних матеріалів. Вивчення радіаційно-гігієнічних властивостей сировини для виробництва будівельних матеріалів повинне бути направлене на визначення СЕКВ, його зміни і кореляцію як за площею, так і по глибині родовища. 13

Враховуючи все вищесказане і особливості геологічної будови родовищ Житомирсько-Кіровоградського інтрузивного комплексу, вивчення радіаційно-гігієнічних властивостей корисної копалини проводилося в кар'єрах, що діяли, із застосуванням комплексу методів геологорозвідувальних і геофізичних робіт:

* проектування, що обґрунтовує методики і об'єми робіт стосовно родовищ досліджуваного інтрузивного комплексу;

* буріння свердловин, необхідне для вивчення літологічного розрізу, вивчення керна, проведення геофізичних робіт в свердловинах;

* геофізичні роботи, що полягають у виділенні інтервалів випробування для визначення СЕКВ по графіках гамма-каротажу свердловин, кореляція меж класів між літохімічними пробами (СЕКВ) за площею кар'єру і по глибині;

* випробування і лабораторні роботи, що полягають у визначенні концентрації радіонуклідів урану, торія і окисду калія, а також визначення СЕКВ;

* топографічні роботи по планово-висотній прив'язці свердловин і точок географічних спостережень;

* камерні роботи, що полягають в обробці матеріалів попередніх робіт і виділенні класів корисної копалини.

В процесі камеральної обробки польових і лабораторних матеріалів визначалися наступні параметри, які характеризують радіоактивність гірських порід Житомирсько-Кіровоградського інтрузивного комплексу:

Ё СЕКВ - еквівалентна концентрація, радіонуклідів (пКі/г) - за наслідками лабораторних робіт літохімічних проб (вона ж питома активність А):

Ё U, Th, К - поелементна концентрація природних радіонуклідів n*10-4 за наслідками лабораторних робіт літохімічних проб;

Ё Ам - потужність експозиційної дози гамма-випромінювання по гамма - каротажу і гамма-зйомки кар'єра, визначена як середня потужність в інтервалі випробування.

Дослідження виконувалися за широкою програмою, що охоплює методику радіаційно-гігієнічної оцінки корисних копалини при виробництві геологорозвідувальних робіт на родовищах будівельних матеріалів і методику радіаційно-гігієнічної оцінки сировини в кар'єрах, що діють, з комплексом дослідження даних і їх математичної обробки. Отримані в результаті досліджень експериментальні дані є випадковими величинами статистичних сукупностей, при аналізі яких доцільно використовувати апарат математичної статистики. Велику роль в радіаційно-гігієнічній оцінці має аналіз одновимірної статистичної сукупності, для виконання якого доцільно складати гістограми для розподілу випадкових величин окремо для кожного параметра (СЕКВ, U, Th, К).

Вимоги до оформлення документації за радіаційно-гігієнічною оцінкою будівельних гірських порід

У звіті по геологорозвідувальних роботах результати радіаційно-гігієнічної оцінки корисної копалини висловлюють в спеціальному розділі "радіаційно-гігієнічна оцінка гірських порід". У цьому розділі слід відобразити мету постановки радіометричних робіт, їх виконані види і об'єми, вживану апаратуру, методику досліджень, а також привести відомості по випробуванню на радіоактивні елементи. У звіті розглядають радіоактивність всіх петрографічних різновидів порід, що складають родовище, за наслідками лабораторних досліджень проб на радіоактивні елементи і даним радіометричного обстеження гірських вироблень, оголень і свердловин, підсумкам інтерпретації кривих гамма-каротажу.

За наслідками виконаних досліджень визначають групу родовища по ступеню радіоактивності порід, що складають його, частку гірських порід кожного класу в межах блоків підрахунку запасів природного каменя різних категорій. У звіті необхідно також приводити характеристику радіоактивності запланованої до виробництва товарної продукції, вказувати її клас і області можливого використання.

Текс розділу радіаційно-гігієнічної оцінки повинен супроводжуватися необхідними таблицями, малюнками і графічними матеріалами. У текстових застосуваннях поміщаються журнали кількісної інтерпретації даних гамма-каротажу, випробування і лабораторних аналізів проб на радіоактивні елементи і результатів розрахунку сумарної питомої активності природних радіонуклідів в породах. Текст радіаційно-гігієнічної оцінки повинен супроводжуватися графічними матеріалом, основним з яких є план радіометричної вивченості родовища, який складається на геолого-петрографічної (літологічної) основі з вказівкою місць відбору проб для лабораторних аналізів, даних по еквівалентному вмісту радіонуклідів в породах і віддзеркаленням контурів гірських порід різних класів. У графічних застосуваннях повинні бути геологічні розрізи і колонки свердловин з результатами гамма-каротажу, промера керна і лабораторних аналізів. Для родовищ II і III груп додаються також плани підрахунку запасів з розділенням по класах радіоактивності. 13

2.7 Електромагнітний, шумовий і вібраційний вплив технологічного, транспортного та енергетичного обладнання на природне середовище

2.7.1 Шум: поняття і характеристики

У сучасному світі в умовах науково-технічного прогресу шум став однією з форм фізичного (хвильового) забруднення природного середовища. Шумом прийнято вважати усі неприємні та небажані звуки чи їх сукупність, які заважають нормально працювати, сприймати потрібну звукову інформацію та відпочивати. Адаптація до нього практично неможлива.

Загалом шум - це коливання частинок навколишнього середовища різної частоти, сили, висоти, тривалості, що сприймається органами слуху людини як небажані сигнали. Величина миттєвої амплітуди шуму описується гаусовим розподілом. У випадку коли шум містить усі звукові частоти, такий шум називають білим. Якщо шум переважно складається з високочастотних звукових коливань, він називається фіолетовим (за аналогією із світловими коливаннями); коли ж домінують низькочастотні звукові коливання, шум називається рожевим.

Людина живе у світі звуків. Різні звуки по-різному сприймаються організмом і викликає неоднакові відповідні реакції. Значна кількість шумів антропогенного характеру, значну кількість з яких людина навіть не чує, негативно позначаються на її самопочутті і здоров'ї. В основному шуми виникають при експлуатації різних машин чи виконанні технологічних процесів, тому ці шуми називають "технічними". Технічні шуми розглядаються як своєрідне забруднення середовища. Найбільш істотний і масштабний вплив на життєві функції людей робить розповсюдження шуму в повітряному середовищі. Галузь науки, присвячена вивченню впливу шуму на людський організм, називається аудіологією.

Інтенсивність шуму виміряється у ватах на квадратний метр. Мінімальна інтенсивність звуку, що сприймається вухом, називається порогом чутності. Верхньою границею інтенсивності звуку, що людина ще здатна сприймати, називається порогом болючого відчуття. Поняття інтенсивності і голосності шуму хоча і приймається в побуті за синоніми, однак не зовсім тотожні.

Інтенсивність - об'єктивна характеристика процесу, а голосність - характеристика його суб'єктивного сприйняття. Встановлено, що голосність звуку зростає набагато повільніше його інтенсивності. Прийнято вважати, що приріст відчуття пропорційний десятковому логарифму відносини енергії двох порівнюваних джерел звуку. Відчуття шуму залежить не тільки від рівня звукового тиску, але також від спектрального складу гармонійних коливань. З обліком цього виділяють наступні октавні смуги середньо геометричних частот - 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

В октавній смузі частот нижня частота f у два рази менше верхньої f; октави характеризуються середньо геометричною частотою. Вплив шуму на організм людини залежить також від його тимчасових характеристик. Встановлено, що шум володіє "кумулятивною" властивістю, що полягає в тому, що безупинні, періодичні чи навіть епізодичні шумові роздратування сумуються в людському організмі, призводячи до негативних біологічних наслідків. Нервова енергія людського організму витрачається непродуктивно на боротьбу з вплив шуму. Шум є причиною й активатором багатьох важких захворювань, зокрема гастриту, виразки шлунка, серцево-судинних захворювань, виснаження нервової системи і психічних розладів.

Шум у заводських цехах і інших приміщеннях часто породжується не гармонійними хвильовими коливаннями повітря, а вібрацією металевих конструкцій. Вплив цих вібрацій викликає в людини стомлюваність, поразка центральної нервової системи, слухового, вестибулярного й опорно-рухового апаратів. 8

Вібрації з частотами 6-12 Гц (близькими до частот власних коливань людського організму) особливо небезпечні для здоров'я людей. Якщо виробничий шум нормується по припустимих рівнях звукового тиску, то вібрація нормується по рівнях коливальних швидкостей в октавних смугах частот. Залежно від фізичної природи шуми можуть бути:

механічного походження, які виникають при вібрації поверхонь машин і обладнання, а також при поодиноких або періодичних ударах в з'єднаннях деталей або конструкціях в цілому;

аеродинамічного походження, які виникають внаслідок процесів, що відбуваються в газах (вихрові процеси; коливання робочого середовища, зумовленого обертанням лопаточних коліс; пульсації тиску при русі в повітрі тіл з великими швидкостями; витоки стиснутого повітря, пари або газу);

електромагнітного походження, які виникають внаслідок коливань елементів (ротора, статора, сердечника, трансформатора та інших) електромеханічних пристроїв під дією змінних магнітних полів);

гідродинамічного походження, які виникають внаслідок процесів, що протікають в рідинах (гідравлічні удари, кавітація, турбулентність потоку тощо).

2.7.2 Джерела шуму

При розробці родовищ корисних копалин, кульмінаційними пунктами інтенсивного шумового забруднення є підземні і відкриті гірські розробки. У підземних розробках шум, поглинаючись масивами порід, як правило, цілком локалізується в межах однієї чи комплексу виробок. Виникаючий у відкритих виробленнях шум розповсюджується по повітряному середовищу на значні території прилягаючої місцевості. Інтенсивність шумового ефекту в підземних гірським виробках збільшується за рахунок їх невеликих розмірів і багаторазового відображення звукових хвиль від поверхонь породних масивів. Могутніми джерелами виробничого шуму на поверхні є стаціонарні і пересувні енергетичні і технологічні машини й установки, транспортні засоби і деякі технологічні процеси. Найбільш високими рівнями шуму характеризуються підривні роботи. У процесі підземної розробки при вибуховому відбою люди віддаляються на значні відстані від вибою, а при масових вибухах виходять на поверхню. Як супутній ефект цих заходів є зниження чи повне виключення шкідливого впливу на людину шуму вибуху.

На відміну від цього вибухове вторинне дроблення корисної копалини, проведене часто протягом робочої зміни і на відносно невеликих відстанях від транспортних вироблень, характеризується більш інтенсивним шумовим впливом на організм працюючих. При виробництві відкритих робіт особливо високі шумові імпульси, причому вони розповсюджуються на великі відстані, спостерігаються при масових вибухах. Шум при виробництві вибухового вторинного дроблення звичайно локалізується в межах кар'єру, погіршуючи проте умови праці на робочих місцях. Шум, вироблений працюючими у відкритих гірських виробленнях і на поверхні машинами й установками, має значно меншу інтенсивність, однак він довгостроково впливає на працюючих. Допустимі рівні звукового тиску встановлені санітарними нормами СН 245-71, ДСТ 12.1.003-76. 8

Особливо сильно впливають на організм людини голосні і переривчасті звуки інтенсивністю більш 70 дб в октавах високих частот.

Особливо слід зазначити, що виконання робіт при розробці родовищ корисних копалин сполучено з виникненням у повітряному середовищі ударних повітряних хвиль (УПВ). Вони формуються, крім того, при вибухах метаноповітряних і пилових сумішей і при обваленні порід і підземних гірських виробок. УПВ розповсюджується зі швидкістю, що перевищує швидкість звуку, на значні відстані, роблячи вплив на людину і навколишнє середовище. В міру переміщення в повітряному просторі УПВ втрачають свою інтенсивність і швидкість поширення, загасають і поступово переходять у звукові хвилі.

До основних характеристик УПВ відносять тиск хвилі, швидкість поширення і час впливу . При вибуху невеликих зарядів ПР тривалість впливу УПВ на людину виміряється мілісекундами і носить імпульсний характер, від якого при тиску до 10 кПа люди практично не отримують ушкоджень. При тривалості впливу УПВ від 20 до 200 мс основний вплив на людей натискає на фронті хвилі.

При тиску від 20 до 40 кПа виникають контузії, що проявляються в запамороченнях і головних болях, при більш високих тисках можуть мати місце розриви барабанних перетинок. При дії УПВ понад 20 мс, що характерно для вибухів великих зарядів ПР, виконаних на значних відстанях від місця сприйняття становить небезпеку не тільки тиск, але і швидкість повітряного потоку, що переміщується за фронтом хвилі.

При тиску 20 кПа ця швидкість перевищує 40 м/с, люди одержують травми при падінні. В гірничій промисловості вентиляції гірничих виробок належить особлива роль. Для вентиляції шахт, тунелів, рудників широко застосовуються вентилятори спеціального призначення досить великої потужності і які мають високі шумові характеристики. Особливо великий шум на гірничих підприємствах створюють компресорні станції. При роботі стаціонарних компресорних станцій проникнення шуму в навколишнє середовище відбувається через отвори всмоктувальних і вихлопних повітроводів, а в компресорних установках, які переміщаються, крім того, має місце ще шум двигуна і корпусний шум.

Надзвичайно великий шум створюють газові струмені. На гірничих підприємствах це в першу чергу пов'язано з роботою термогазоструминних різаків та термовідбійників, верстатів вогневого буріння.

2.7.3 Заходи по зменшенню рівня шуму

Підприємства гірничодобувної і гірничопереробної галузей виробництва характеризуються високим шумовим ефектом. Шум на гірничих підприємствах створюють кар'єрний технологічний автотранспорт, технологічний залізничний транспорт, вибухові роботи, працюючі екскаватори, верстати вогневого буріння, компресорні станції, бульдозери, бурові верстати, трансформатори та інші об'єкти.

Великим шумом характеризуються гірничо-переробні цехи та збагачувальні фабрики. Найбільш шумними є дробарно-сортувальні заводи, навантажувально-розвантажувальні пункти, вентиляційні установки, механізми для збагачення корисних копалин, скребкові та стрічкові конвеєри. Особливо високими шумовими характеристиками відзначаються каменеобробні підприємства: дискові, штрипсові, стрічкові, канатні розпилювальні верстати, шліфувально-полірувальні та окантовочні верстати, верстати фасонної обробки каменю, каменекольні машини, термогазоструминні верстати і агрегати, машини і механізми бучардної фактурної обробки та інше.

При розробці заходів захисту від шуму перш за все потрібно з'ясувати вид шуму, бо необхідне зниження шуму можна досягнути тільки при правильному виборі цих засобів. Розрізняють два види шумів -- повітряний і структурний. Повітряний шум поширюється в повітрі від джерела виникнення до місця спостереження, структурний шум випромінюється поверхнями будівельних конструкцій (стіни, перекриття, перегородки), які коливаються в звуковому діапазоні 20-20000 Гц.

Для зменшення рівня шуму може бути здійснений ряд заходів:

1. Зменшення рівня звукової потужності (РЗП) джерела шуму, що в умовах експлуатації досягається заміною шумливого, застарілого обладнання, а при проектуванні - вибором обладнання з кращими шумовими характеристиками, правильним розрахунком режимів його роботи тощо.

Правильна орієнтація джерела шуму або місця випромінювання шуму відносно розрахункових точок для зниження показника направленості. З цією метою пристрої для забору і викиду повітря та газоповітряної суміші аеродинамічних установок потрібно улаштовувати так, щоб випромінювання шуму йшло в протилежну сторону від житлових будинків та громадських споруд.

Розміщення джерела шуму на можливому віддаленні від розрахункової точки або, навпаки, житлової забудови від підприємства, тобто завдяки проведенню комплексу архітектурно-планувальних заходів.

Використання засобів звукопоглинання при виконанні акустичної обробки шумних приміщень, через вікна яких шум випромінюється в атмосферу.

Зменшення шуму на шляху його поширення від джерела до розрахункової точки, яке може бути досягнуто шляхом реалізації таких заходів:

використання засобів звукоізоляції шляхом застосування таких матеріалів і конструкцій для зовнішніх стін, вікон, воріт, дверей, трубопроводів і комунікацій, які можуть забезпечити потрібну звукоізоляцію;

влаштування спеціальних боксів і звукоізолювальних кожухів при розміщенні шумового обладнання;

використання екранів, які служать перепоною поширенню звуку від обладнання, розміщеного на території гірничого підприємства;

використання засобів віброізоляції та вібродемпфірування;

встановлення глушників шуму у повітроводах, каналах і газодинамічних трактах, випробувальних боксів, компресорів і вентиляторів тощо.

Проведення організаційно-технічних заходів, пов'язаних з виконанням своєчасного ремонту, мащення машин і обладнання.

Обмеження і повна заборона проведення шумних робіт і експлуатацію найінтенсивніших джерел шуму в нічний час.

Поняття звукопоглинання і звукоізоляція часто ототожнюють, хоч між ними є принципова різниця, яку і необхідно враховувати при розв'язанні практичних питань боротьби з шумом. Звукоізолюючі конструкції призначені для зменшення проникнення шуму в приміщення, яке ізолюється, або на територію житлової забудови від джерела, розміщеного в сусідньому приміщенні або відкритому просторі. Акустичний ефект таких конструкцій в основному зумовлений відбиттям звуку від їх поверхонь, виготовлених із щільних твердих матеріалів (бетон, цегла, сталь та інші).

Звукопоглинаючі матеріали і конструкції служать для поглинання звуку як в приміщенні самого джерела шуму, так і в приміщеннях, які ізолюються від шуму. У останньому випадку методи звукопоглинання і звукоізоляції використовуються спільно. Звукопоглинальні матеріали на відміну від звукоізоляційних - це пористі і пухкі волокнисті матеріали типу ультратонкого скляного і базальтового волокна, мінеральної вати і плит на її основі, капронового волокна, спеціальних акустичних плит та інших.

Процес поглинання звуку відбувається внаслідок перетворення звукової енергії в теплову. Падаючі на звукопоглинальну конструкцію звукові хвилі зумовлюють коливання повітря у вузьких порах матеріалу. Внаслідок в'язкості повітря ці коливання супроводжуються тертям і перетворенням кінетичної енергії в теплову. Оскільки звукова енергія в умовах навколишнього середовища невелика, то температура звукопоглинального матеріалу навіть при повному поглинанні звуку збільшується на дуже малу величну. 11

Для зменшення шуму в приміщеннях, які ізолюються, метод звукоізоляції є ефективнішим, ніж метод звукопоглинання приблизно в 4-5 разів. У боротьбі з шумом на гірничих підприємствах провідне місце належить таким засобам звукоізоляції як звукоізолювальні огорожі, звукоізолювальні контури, акустичні екрани.

Підвищений шум в навколишньому середовищі часто створюється при роботі вентиляційних, компресорних і газотурбінних установок, систем скидання стиснутого повітря, стендів для випробування різних двигунів та інших джерел аеродинамічного походження. Зниження цього шуму здійснюється глушниками, які встановлюються в каналах, трубопроводах, повітроводах.

Залежно від принципу дії глушники поділяють на абсорбційні, реактивні (рефлексні) і комбіновані. Зниження шуму в абсорбційних глушниках відбувається завдяки поглинанню звукової енергії у використовуваних для них звукопоглинальних матеріалах, а в реактивних глушниках - внаслідок відбиття звуку назад до джерела.

Комбіновані глушники мають властивість як поглинати, так і відбивати звук. Як відомо, звук поділяється на три категорії: інфразвук (20 Гц, 10 дБ), акустичний звук (10... 19 дБ), ультразвук, або високий звук (понад 90 дБ).

Горбкуватий рельєф і лісиста місцевість території, що розділяє шумові джерела і поселення, значно знижують інтенсивність шуму. Не виключена можливість і доцільність штучного формування рельєфу з покращеною шумозахисною характеристикою за рахунок створення насипів і, зокрема, розміщення породних відвалів.

Значне зниження шумового забруднення повітряного середовища забезпечують рослинні насадження, створюючи так називану "акустичну тінь". Інтенсивність зниження рівня шуму залежить від ширини смуги шумозахисних насаджень, а також від дендрологічного складу і "конструкції" посадок. Смуга насаджень шириною 25 м сприяє зниженню рівня шуму на 10-12 дб, при цьому хвойні породи дерев переважніше листяних.

Шумозахисні насадження доцільно формувати з дерев?яно-чагарникових великих і швидкозростаючих порід з густою і низькозпущеною кроною. Структура смуг повинна бути щільної без розривів з посадкою дерев чи рядами в шаховому порядку. Чагарники висаджуються з розрахунком перекриття ґрунтового простору.

За формою поперечний профіль шумозахисної смуги повинен наближатися до трикутника, з більш пологої сторони, спрямований до джерела шуму. Висота дерев повинна бути не менш 7-8 м, чагарників - до 1,5-2 м. Рівень шуму в житлових приміщеннях і дворах повинен бути знижений за рахунок раціонального розміщення, планування і форми будинків, а також підвищення їхньої звукоізолюючої здатності.

Основою для планомірного здійснення шумозахисних заходів є шумові карти, зелені насадження навколо стаціонарних джерел шуму, розміщених на поверхні входять у комплекс шумоізолюючих засобів. 11

Проблеми порушення виробничим шумом і вібрацією природних екологічних зв'язків у даний час не можуть бути досить чітко сформульовані, тому що шкідливі наслідки шуму і вібрації простежені тільки на стані самопочуття і здоров'я людей і проаналізовані в окремих випадках на тварин.

У курсі "Екологія гірського виробництва" питання захисту від шумового забруднення повітряного середовища найбільше доцільно розглядати починаючи з великомасштабних загальних заходів, що забезпечують зниження шкідливого впливу шуму на населення навколишніх підприємство територій, переходячи потім до технічних засобів, спрямованим на зменшення шумоутворення при тому чи іншому виробничому процесі.

Взаєморозміщення об'єктів повинне вироблятися обліком ландшафтних особливостей місцевості і на прилягаючій території (сюди відносяться різного роду глушителі, звукопоглинанні кожухи). Найбільш перспективним напрямком робіт з боротьби із шумом є дослідження і розробка малошумних машин і механізмів за рахунок удосконалювання їхніх експлуатаційних характеристик. Це забезпечить не тільки акустичний комфорт, але і знизить втрати енергії на шумоутворення. Природно, що працюючі в несприятливих акустичних умовах повинні бути забезпечені засобами індивідуального захисту від виробничого шуму (навушниками, шумозахисними костюмами і т.д.).

Як уже відзначалося, негативні наслідки ударних повітряних хвиль, що виникають при виробництві підземних масових вибухів, найбільш істотні. Тут основним заходом, що забезпечує безпека людей, є висновок їх за межі встановленої заздалегідь небезпечної зони, при цьому гранично-допустимий тиск на фронті УПР не повинний перевищувати 10 кПа. Забезпечення схоронності устаткування і комунікацій у тому випадку, якщо вони відповідно до розрахунку можуть бути порушені, досягається за рахунок їхнього чи демонтажу установки захисних пристроїв для гасіння УПР. У відкритих гірських виробленнях унаслідок розсіювання енергії в атмосфері утворяться УПР значно меншої інтенсивності, а слабкі УПР небезпечні в основному для хитливих споруджень, що мають велику фронтальну площу і для скління будинків. Параметри розповсюдження цих хвиль у значній мірі залежать від атмосферних умов.

Тому в заходах випливає це враховувати й у період інверсій, а також при швидкості вітру, спрямованого убік житлових районів, більш 6,5 м/с масові вибухи робити не слід. Що стосується питань зниження шкідливого впливу вібрації при експлуатації гірських машин, те їх обладнають спеціальними віброгасячими пристроями. Основною деталлю віброзахисних пристроїв є пружній елемент - пружини, що працюють на вигин, стиск,

Порушення приведуть до чи загибелі деградації рослинного покриву, погіршенню якості і зміні чи структури узагалі втраті родючого ґрунтового шару, до таких змін форм рельєфу, що ділянки поверхні стають малопридатними для продуктивного використання в сільському і лісовому господарстві, а також для інших цілей.

2.7.4 Вібрація. Джерела вібрації

Вібрація - це механічні коливання твердого тіла. Вібрацію поділяють на природну та штучну. Джерелами природної вібрації є землетруси, що викликаються природними чинниками. Джерелами штучної вібрації є промисловість, транспорт.

Вібрації у промисловості виникають, зазвичай, при роботі машин та механізмів, які мають неврівноважені та незбалансовані частини, що обертаються чи здійснюють зворотно поступальний рух. До такого устаткування належать оброблювальні, штампувальні верстати, електро- та пневмоперфоратори, електроприводи, компресори. У техніці розрізняють корисну та шкідливу вібрації. Корисна вібрація збуджується навмисно спеціальними вібраційними пристроями та машинами, наприклад, для проведення масажу, під час укладання бетону, трамбування тощо. Шкідлива вібрація виникає спонтанно під час роботи будь-яких механізмів.

За способом передачі на тіло людини розрізняють загальну та місцеву (локальну) вібрації. Загальна вібрація передається на тіло людини, яка сидить або стоїть, переважно через опорні поверхні - сидіння, підлогу. Локальна вібрація передається через руки працюючих при контакті з ручним механізованим інструментом, пристроями керування машинами та обладнанням. Можлива також одночасна дія загальної та локальної вібрації. Наприклад, при роботі на дорожнобудівельних машинах на руки передається локальна вібрація від пристроїв керування, а на все тіло - від машини чи сидіння.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8