Основными источниками вибрации и шума являются процессы разрушения рабочим органом машины горного массива, транспортирования и пересыпки породы, перемещения машины и ее отдельных органов, а также процессы, связанные с работой вспомогательных механизмов, компрессоров, кондиционеров, сигнальных устройств и др. Шум в месте погрузки возникает при ударах падающих кусков о стенки транспортного средства.
Допустимые уровни вибрации и шума
Допустимые уровни шума и вибрации, в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 и ГОСТ 12.1.012-78.
Зарубежные горно-транспортные машины на карьере «Восточный» имеют звукоизолированные кабины, обеспечивающие бесшумную, защищенную атмосферу.
Борьба с шумом и вибрацией должна вестись по следующим основным направлениям.
Виброизоляция. Виброизолируемый объект может непосредственно опираться на виброизоляторы (опорный вариант) либо подвешиваться на виброизоляторах (подвесной вариант). Чтобы виброизоляторы обеспечили виброизолирующий эффект, необходимо, чтобы собственные частоты системы были в 2,5-4 и более раз ниже возбуждающей.
Стальные пружины применяют для амортизации низкочастотной вибрации от 4 до 10 Гц, они малоэффективны при частотах звукового диапазона, неустойчивы в поперечном направлении.
Амортизацию очень низких колебаний можно осуществить с помощью торсионной или пневматической подвески. Преимущество пневматической подвески-возможность автоматической регулировки в процессе эксплуатации, недостаток - сложность в эксплуатации.
Виброизоляторы с резиновыми элементами могут работать на сдвиг (собственная частота объекта амортизации, опирающегося на резиновый элемент), кручение, растяжение, сжатие. Достоинства резиновых виброизоляторов - простота конструкции и наличие демпфирующих свойств
Вибропоглощение служит для снижения вибраций ограждений, кожухов и других элементов, изготовленных из металлических листовых материалов, в которых возникают колебания резонансного характера. С этой целью на вибрирующую поверхность наносят специальные материалы, обладающие большим внутренним трением (вибропоглощающие мастики, резина, пластины) и рассеивающие энергию колебаний. Это позволяет резко снизить амплитуды распространяющихся изгибных колебаний, особенно в резонансных режимах. Обычно вибропоглощающие покрытия наносятся в местах максимальных амплитуд вибраций. Применением вибропоглощающих покрытий достигается также значительное снижение уровня производственного шума, особенно в области высоких частот.
Снижение шума в источнике возникновения. При модернизации механического оборудования шум можно снизить осуществлением следующих мероприятий:
-ликвидацией погрешностей зацепления зубчатых передач на 10 дБ;
-заменой прямозубого зацепления косозубым - на 5 дБ;
-заменой одной стальной шестерни в паре капроновой - на 12 дБ;
-заменой зубчатой передачи клиноременной - на 15 дБ;
-заменой подшипников качения подшипниками скольжения - на 15 дБ;
- установкой наружного кольца подшипника качения в капроновую втулку - на 4 дБ.
Снижение шума в редукторах может быть достигнуто за счет исключения частот ударов зубьев передач с собственными частотами колебаний стенок редуктора и механической системы «привод - редуктор - исполнительный орган». В редукторах небольшой мощности шум можно снизить до 20 дБ заменой стального корпуса и крышки на пластмассовые (из волокнита, стекловолокнита).
Так как большинство источников шума (процессы разрушения горного массива, погрузки, транспортирования, пересыпки, дробления горной массы и др.) находятся в открытом пространстве, уровни звука уменьшаются с увеличением расстояния от источника звука, частично поглощаются воздухом. При встрече звуковой волны с преградой часть ее энергии поглощается преградой, часть отражается, часть проходит через преграду.
Некоторые источники шума (кондиционеры, вентиляторы и т.п.) расположены непосредственно в кабинах управления. Их звуковые волны многократно отражаются от стен, потолка.
Защита от шума осуществляется с помощью средств звукоизоляции и звукопоглощения, виброизоляции и вибропоглощения.
Звукоизоляция. Защитное действие звукоизолирующей конструкции состоит в том, что часть звуковой мощности отражается от специальных ограждений (кожухи, укрытия, кабины и др.). Для изоляции применяют плотные материалы, хорошо отражающие звук. Звукоизолирующие конструкции могут быть съемными, разборными с открывающимися окнами и дверцами, проемами для ввода коммуникаций, должны устанавливаться на упругие прокладки (виброизоляторы). Детали крепления прокладок (шпильки, обрешетник и др.) являются звуковыми мостиками и существенно ухудшают звукоизоляцию на средних и высоких частотах. Стенки кабины управления, кожухов при действии звукового давления могут испытывать резонансные колебания, тонкие стенки имеют собственные частоты, более низкие, чем преобладающие частоты звукового давления. Повышение жесткости конструкции путем установки ребер, способствующих повышению ее собственных частот, приводит к усилению резонанса, что снижает звукоизоляцию. Звукоизоляция одностенной преграды может быть увеличена при нанесении дополнительных слоев вибропоглощающего материала. Двух- или многостенные конструкции не только изолируют внешний, воздушный шум, но и поглощают звук, излучаемый первой стенкой при ее вибрации. Расчет и выбор звукоизолирующих конструкций производится в соответствии со СНиП II-12-77.
Звукопоглощение производится материалами, способными поглощать звуковую мощность. Звукопоглощающие материалы применяют не только для шумоизоляции источника шума (кожухи, ограждения и др.), о и внутри кабины управления для поглощения внутреннего шума.
Способность материалов и конструкций поглощать звук оценивается коэффициентом звукопоглощения, представляющим собой отношение поглощенной звуковой энергии материалов к звуковой энергии, падающей на него.
Звукопоглощающие материалы должны быть пожаробезопасными, обладать гигиеничностью, высоким коэффициентом звукопоглощения, не вменяющим свои свойства во времени.
Рациональные режимы работы. При назначении режимов работы следует учитывать их вибрационные характеристики. Для экскаваторов, где наиболее опасными являются крутильные колебания стрелы, следует предпочитать разработку породы вертикальными стружками, так как в случае работы горизонтальными стружками увеличивается момент, скручивающий стрелу. Большие колебания в вертикальной плоскости можно снизить переходом от вертикальных к горизонтальным стружкам (за счет уменьшения величины вертикальной составляющей окружной силы). Существуют оптимальные размеры стружки, при которых вибрации являются минимальными. Разработка породы неширокими толстыми стружками уменьшает боковую силу на ковше и способствует снижению колебаний в горизонтальной плоскости.
Организационные мероприятия по снижению вибраций и шума:
-паспортизация параметров вибрации и шума на рабочих местах;
-проведение профессионального отбора при приеме на работу и медицинский контроль состояния рабочих;
-выбор рационального режима труда и обучение рабочих методам защиты от вибрации и шума;
-контроль правил безопасной работы в виброшумовых условиях;
-контроль виброзащитных и шумовых характеристик в процессе эксплуатации и после ремонта;
-замена оборудования на менее шумное (например, пневмопривода на гидропривод или электропривод);
-удаление кабин управления из опасных зон вибрации и шума;
-внедрение дистанционного управления шумными машинами и механизмами, автоматического контроля их функционирования;
-обеспечение средствами индивидуальной защиты, медикобиологическая профилактика шумовибрационной болезни. Все зоны с уровнем звука выше 85 дБ(А) должны быть обозначены предупредительными знаками. Не допускается эксплуатация машин при отсутствии средств виброшумозащиты, предусмотренных технической документацией.
Из индивидуальных средств защиты от вибрации следует отнести: антивибрационные кресла, виброзащитную обувь, коврики и рукавицы. Наиболее существенным мероприятием от воздействия вибрации на обслуживающий персонал буровых установок является внедрение выносных пультов управления.
Для защиты рабочих, обслуживающих оборудование, имеющее превышение октавных уровней шума, применяются индивидуальные средства защиты (противошумные наушники).
Снижение шума достигается правильной эксплуатацией машин и механизмов: своевременной и полноценной смазкой трущихся деталей (особенно зубчатых передач и редукторов), тщательной пригонкой движущихся частей механизмов. Практически весь шум от карьерных машин и механизмов гасится в пределах карьерного пространства.
Самым сильным источником шума и сейсмического воздействия, оказывающим вредное воздействие на окружающую среду вокруг карьера, являются взрывные работы. С целью уменьшения вредного воздействия взрывных работ, предусматривается применение короткозамедленного взрывания, что значительно ослабляет уровень шума и сейсмическое воздействие.
В состав промплощадки карьера «Восточный» входят следующие объекты:
Дорога на очистные сооружения ГОКа
ЛЭП 110 кВ вдоль Северного отвала
Отвод ручья Олимпиадинского
Раскомандировка карьера
Буферно-усреднительный склад
Участки автодорог и склады ПРС
Дорога на отвал Восточный и ЛЭП 6 кВ на карьер
Дробильно-сортировочный комплекс щебня
Северо-Запдный отвал
Отвал Западный 2
Участок «Западный»
Отвал Южный
Руслоотводная канава р. Енашимо
Пруд-накопитель карьерных вод
Ремплощадка карьера «Восточный»
Дорога Титимухта-ЗИФ с рудным складом
Генеральный план размещения объектов карьера определен с учетом технологических связей, удобства транспортных и пешеходных связей, санитарных и противопожарных требований, рельефа местности, розы ветров и инженерно-геологических условий. Зонирование территории выполнено с учетом занятия минимально-возможных площадей под разработку месторождения.