Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Аэрология горных предприятий. Пыль и ее опасность в промышленности
.pdf
№ 4357
Кафедра материаловедения полупроводников и диэлектриков
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ МИСИС
ИНСТИТУТ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Вильям Эдвард Гиббс
АЭРОЛОГИЯ ГОРНЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
Пыль и ее опасность в промышленности
Учебное пособие
Рекомендовано редакционно-издательским
советом университета
Москва 2024
УДК 622
Г46
Рецензент
канд. техн. наук, доц. А.С. Кобылкин
Гиббс, Вильям Эдвард.
Г46 Аэрология горных предприятий. Пыль и ее опас-
ность в промышленности / Вильям Эдвард Гиббс ;
пер. с англ. и доп. Д.И. Сурова ; ред. по гигиене труда
И.С. Бакутин ; под общ. ред. Д.И. Сурова ; под науч.
ред. А.С. Кобылкина. – 3-е изд., испр. и доп. – Москва :
Издательский Дом НИТУ МИСИС, 2024. – 182 с.
ISBN 978-5-907560-85-7
В учебном пособии освещаются основные вопросы пылевзрывобезопасности, рассказывается о физико-химических свойствах
пыли, взрывах пыли и способах, позволяющих их предупредить.
Как известно, «кто предвидит опасность, тот сможет вооружиться против нее». Отдельный раздел посвящен воздействию пыли
на организм человека, приводится описание того, как пыль проникает в организм и к каким последствиям приводит ее чрезмерное вдыхание. Пособие представляет интерес как с исторической
точки зрения, поскольку в нем освещается предыстория рассматриваемой проблемы, так и с практической стороны – в нем даны
рекомендации, позволяющие свести к минимуму опасность, вызываемую пылью, как для организма человека, так и для функционирования предприятия в целом.
Предназначено для обучающихся искусству горного дела
(специалитет 21.05.04 «Горное дело»).
Пособие написано простым и доступным языком, без ущерба его научной стороне, поэтому его можно смело рекомендовать
всем тем, кто, однажды заинтересовавшись проблемой опасности пыли, и в дальнейшем не остался к ней равнодушным.
УДК 622
ISBN 978-5-907560-85-7
William Edward Gibbs, 1925
Перевод на русский язык
и дополнения Д.И. Суров, 2024
НИТУ МИСИС, 2024
Автор: Gibbs William Edward (Гиббс Вильям Эдвард).
Первая публикация: The Dust Hazard in Industry.
Год первой публикации: 1925.
Язык первой публикации: английский.
Первая публикация на русском языке
Название: Пыль и ее опасность в промышленности.
Год первой публикации на русском языке: 1930.
Издательство:
Научное химико-техническое издательство
ВСЕХИМПРОМ ВСНХ СССР (НХТИ ВСЕХИМПРОМ ВСНХ СССР),
Ленинград
Переводчик 1-го издания:
Шер(е)шевская Е(лена) Г(ригорьевна)
Редактор 1-го издания: Залькинд Юлий Сигизмундович.
Вторая и третья публикации на русском языке
Название: Аэрология горных предприятий.
Пыль и ее опасность в промышленности.
Перевод, дополнения и общая редакция:
Суров Дмитрий Игоревич, студент 6 курса направления
«Материаловедение и технологии материалов» кафедры МПиД,
ИНМиН НИТУ МИСИС.
Редактор по гигиене труда: Бакутин Илья Сергеевич,
студент 6 курса Института общественного здоровья
ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России
(Сеченовский Университет).
Научный редактор:
Кобылкин Александр Сергеевич, канд. техн. наук,
старший научный сотрудник Института проблем комплексного
освоения недр (ИПКОН РАН) и, по совместительству,
доцент кафедры БЭГП НИТУ МИСИС.
Год третьей публикации на русском языке: 2024.
СОДЕРЖАНИЕ
Комментарий переводчика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Комментарий ответственного редактора . . . . . . . . . . . . . . .16
1. Вступление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2. Пыль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
2.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.2. Образование пыли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3. Физические свойства аэрозолей . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.4. Электрические свойства аэрозолей . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.5. Адсорбция газов пылевыми частицами . . . . . . . . . . . 43
2.6. Химическая активность пыли . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.7. Устойчивость аэрозолей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3. Профессиональные «пылевые» заболевания . . . . . . . . . .49
3.1. Общая характеристика «пылевых» заболеваний . . . 49
3.2. Болезни, вызываемые вдыханием пыли . . . . . . . . . . 51
3.3. Отравление пылью неорганического
и органического происхождения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4. Горение и взрывы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
4.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.2. Воспламенение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.3. Распространение процесса горения . . . . . . . . . . . . . . 68
4.4. Равномерная скорость распространения горения . . . 69
4.5. Пределы воспламеняемости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.6. Ход пламени при горении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.7. Взрывная волна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.8. Давление при взрыве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.9. Горение аэрозолей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5
5. Исследование взрывов пыли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
5.1. Относительная температура воспламенения . . . . . . . 78
5.2. Минимальная температура воспламенения . . . . . . . . 84
5.3. Лабораторные исследования
пылевзрывобезопасности более крупного масштаба . . . . 93
5.4. Шахты для опытов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
6. Взрывы пыли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
6.1. Давление, образующееся при взрыве . . . . . . . . . . . . 102
6.2. Концентрация пыли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6.3. Физическое состояние пыли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
6.4. Химический состав пыли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
6.5. Состав атмосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.6. Характер источника нагревания . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.7. Горение аэрогеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
7. Взрывы пыли на заводах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
7.1. Воспламенение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
7.2. Предотвращение взрывов пыли . . . . . . . . . . . . . . . . 141
7.3. Предотвращение распространения взрыва . . . . . . . 149
7.4. Законы охраны труда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
8. Взрывы пыли в копях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
8.1. Химическая и физическая природа угля . . . . . . . . . 157
8.2. Воспламенение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
8.3. Предотвращение взрыва угольной пыли . . . . . . . . . 162
8.4. Применение каменной пыли в каменноугольных
копях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
8.5. Свойства пыли, используемой в качестве
негорючего вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
8.6. Влияние пыли на здоровье . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
8.7. Способы применения пылевзрывобезопасных
систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
6
8.8. Пылевые барьеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
8.9. Взрывы, возникающие при размельчении,
подаче и хранении каменного угля . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
Приложение 1
Коротко о подфакельных постах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
Приложение 2
Выдержка из требований СанПин
«О гигиенических требованиях к работающим
на вредных производствах» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
Приложение 3
О биологическом воздействии частиц кремниевой
пыли на организм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
Приложение 4
Соотношение содержания кислорода в смеси
с возможными последствиями для человека . . . . . . . . . . .179
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
7
КОММЕНТАРИЙ ПЕРЕВОДЧИКА
Пыль в равной мере нежелательна как в промышленных
условиях, так и в обыденной жизни. Возникая в процессе производства многих продуктов промышленности, пыль
в одних случаях опасна для здоровья, так как вызывает хронические заболевания дыхательных и других органов, в других она угрожает жизни людей и сохранности имущества,
поскольку способна вызвать разрушительные взрывы.
Я надеюсь, что книга эта, облегчая ознакомление с информацией, полученной при изучении проблемы пыли, тем
самым будет содействовать распространению сведений о различных опасностях, связанных с пылью. Как известно, «кто
предвидит опасность, тот сможет вооружиться против нее».
Можно ожидать, что популяризация соответствующих знаний даст возможность работающим на «пыльных» производствах людям оградить себя от опасности, связанной с образованием пыли.
Всем вообще и каждому в отдельности ясно, что изучение научной литературы, посвященной любой тематике,
требует от читателя достаточно высокого уровня подготовки, как в области физики и химии, так и в области математики. Выходящие в настоящее время монографии и научные
труды посвящены систематическому изучению и описанию
выбранного авторами явления, причем явления вполне конкретного. Описание результатов исследования рассматриваемого явления с физической и химической точки зрения,
равно как и других результатов, представлено на достаточно
высоком уровне. Однако систематического описания данной
проблемы, с элементами исторического экскурса, данные работы не содержат. Они также не дают возможности полета
фантазии для читателя, а именно, лишают его возможности
задавать вопросы «не по теме».
Написано достаточное количество работ (пособий, учебников, справочников, монографий и брошюр), большое
число людей защитили диссертации на соискание ученой
8
степени, посвященные как воздействию пыли на организм
человека, так и различным способам пылеподавления.
Авторы научных работ и учебных пособий пишут и говорят о пыли, но не дают ее определения, а если и дают, то
от читателя требуется предварительное знакомство с основами коллоидной/физической химии, что исключает возможность осилить книгу для школьников, студентов непрофильных специальностей и вообще всех тех, кто, однажды
задавшись вопросом, что делать с пылью, не остается равнодушным к этой проблеме.
Из новостных лент мы узнаем о взрывах, произошедших
в шахтах при добыче полезных ископаемых. Говорят, что
причиной взрыва явилась высокая концентрация пыли, но
никто даже и не пытается задать себе следующие вопросы:
«Большая концентрация – а сколько это?»
«Большая концентрация для чего?»
«Если концентрация будет еще больше, то что произойдет?»
«В чем измеряется это понятие «много или мало пыли»,
неужели в мандаринах, или, может быть, в вагонах?»
«Может ли быть такое место, в котором пыли нет совсем,
и что означает словосочетание «нет совсем»?»
«Какая пыль является взрывоопасной и из чего она состоит?»
«Как пыль проникает в организм и какое влияние она
оказывает?»
«Какие способы предотвращения распространения взрыва существуют?»
Настоящее издание книги (3-е, исправленное и дополненное) отвечает не только на все вышеперечисленные, но и
на множество других вопросов.
В данном предисловии я ставлю своей целью краткое и
в то же время ясное описание сути каждого раздела учебного пособия. Однако необходимо сделать оговорку – некоторая информация переходит из раздела в раздел, некоторая повторяется с более подробным описанием. В пособии
9
нет разделов, которые можно было бы безболезненно пропустить. Также в книге отсутствует схема взаимосвязанности разделов, которую нередко предлагают читателю.
Читать книгу необходимо с самого начала – с вступления и
до самого конца, до библиографического списка. Существуют моменты, которые на первый взгляд могут показаться
читателю непонятными или даже сложными для понимания, но в этом нет ничего плохого, равно как и зазорного.
Изучая любую тему, следует вначале построить ее фундамент, необходимый для дальнейшего понимания материала. Повторюсь: последовательное чтение страницы за
страницей, раздела за разделом позволит прийти к пониманию описываемых методов и сути проблем, связанных
с наличием пыли. Любые моменты, один раз упомянутые,
в дальнейшем поясняются либо в том же разделе, либо
в после дующих.
В разделе 1 читатель узнает о местностях, в которых
может появляться пыль, и о видах работ, которые приводят к ее появлению. Следует сделать оговорку следующего
характера: данное пособие, как это следует из его названия, посвящено опасности пыли в промышленности, читатель не найдет в нем никаких данных, кроме отдельных
фрагментов в различных разделах и раздела 3, о влиянии
пыли на здоровье человека с медицинской точки зрения.
В пособии приведены таблицы, содержащие информацию
о местности, количестве пыли, размере ее частиц и особых
характеристиках каждого вида пыли. Добавлен небольшой исторический очерк о так называемой фосфорной челюсти.
В разделе 2 рассказывается о физических, химических и
электрических свойствах пыли, о химической активности и
устойчивости аэрозолей.
Раздел 3 посвящен описанию заболеваний, вызываемых вдыханием пыли, для работников, занятых в различных отраслях. Иначе говоря, в этом разделе рассказывается
о профессиональных заболеваниях, связанных с вдыханием
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]