Зберовський В. О. Підвищення рівня екологічної безпеки експлуатації великовантажних кар'єрних автосамоскидів

Приведено наукові та практичні результати досліджень забруднення атмосферного повітря вихлопними газами під час роботи великовантажних кар'єрних автосамоскидів, запропоновано та обґрунтовано нові інженерні заходи контролю та зниження викидів ви-хлопних газів в атмосферу в процесі експлуатації автосамоскидів. Запропоновано нормувати швидкість руху кар'єрних автосамоскидів за екологічним фактором з використанням нової математичної моделі режимів руху кар'єрного автотран-спорту і методики розрахунку раціональних швидкостей, які базуються на поєднанні кла-сичної теорії автомобіля з інформаційними технологіями та у сукупності забезпечують визначення мінімальної витрати палива і зниження викиду вихлопних газів в атмосферу. Встановлені нові залежності зміни швидкості руху автосамоскидів від поздовжньо-го ухилу дороги в кар'єрах, які дозволяють заздалегідь спрогнозувати та визначати раціо-нальні швидкості руху автосамоскидів на цих ділянках траси. Розроблена система екологічного контролю роботи великовантажних автосамоскидів у кар'єрах із застосуванням прогнозного моделювання, ГІС і GPS технологій, яка дозволяє забезпечити екологічно орієнтовану організацію дорожнього руху та дотримання автосамоскидами раціональних швидкостей руху за екологічним фактором в автоматичному режимі. Система апробована в умовах кар'єрів Вільногірського ГМК і дозволяє зменшити витрати палива при русі автосамоскидів в кар'єрі на 460,7 тис. л в рік та знизити річні викиди вихлопних газів в атмосферу більш ніж на 27,3 т. Система запропонована до впровадження у виробництво ТОВ «Мотронівський ГЗК» з очікуваної розрахункової чистої приведеної вартістю економії поточних витрат до 877,75 тис. грн. Визначені геологічні, фізико-хімічні та сорбційні властивості розкривних глинистих порід Малишевського родовища. Встановлено, що червоно-бурі та зеленувато-сірі глини з Вільногірського ГМК та Мотронівського кар'єра володіють високою ємністю катіонного обміну (100-150 мг-екв/100г) та є природними глинистими сорбентами, які можна використовувати для очистки вихлопних газів кар'єрних автосамоскидів. Розроблено новий спосіб та конструкції пристроїв сажових фільтрів, що використовують природні глинисті сорбенти для очищення вихлопних газів автосамоскидів. Односекційний фільтр призначений для холодного періоду року встановлюється всередині каналу для обігріву стінок кузова автосамоскида. Другий, двосекційний регенеративний фільтр, призначений для теплого періоду року, розміщується на вихлопній трубі автосамоскида після випускного колектора. Очищення вихлопних газів здійснюється за рахунок інерційного осадження сажі на поверхні гранул глинистого сорбенту та часткового уловлювання газоподібних токсичних компонентів в результаті хімічного і адсорбційного зв'язування. Проведені дослідження експериментального зразка односекційного сажового фільтра на прикладі дизельного двигуна кар'єрного автосамоскида БелАЗ в умовах Мотронівського кар'єра показали, що ефективність очищення вихлопних газів від сажі на низьких обертах двигуна становить 55-60 %, на номінальних обертах 20-25%, на високих обертах 15-23%. Отримані в дисертаційній роботі теоретичні та експериментальні результати можуть бути використані при здійсненні моніторингу забруднення атмосфери та захисту навколишнього середовища від вихлопних газів при експлуатації великовантажних автосамоскидів в кар'єрах з різними гірничо-геологічними умовами.