EVALUAREA ȘI INTERPRETAREA DATELOR PRIVIND POLUAREA CAUZATĂ DE ZGOMOTE ȘI VIBRAȚII DIN EXPLOATĂRILE LA ZI DIN BAZINUL DE LIGNIT AL OLTENIEI [302754]

CAPITOLUL VII

EVALUAREA ȘI INTERPRETAREA DATELOR PRIVIND POLUAREA CAUZATĂ DE ZGOMOTE ȘI VIBRAȚII DIN EXPLOATĂRILE LA ZI DIN BAZINUL DE LIGNIT AL OLTENIEI

Evaluarea datelor privind poluarea cauzată de zgomot în cadrul exploatărilor la zi din Bazinul de Lignit al Olteniei

În vederea stabilirii metodei de combatere a [anonimizat] (căile) a energiei acustice și receptorii. În funcție de sistemul format de cele trei elemente în stabilirea metodei de combatere a zgomotului se regăsesc trei metode de combatere și anume metode de combatere a [anonimizat] a zgomotului pe căile de propagare și metode de combatere a zgomotului la receptor.

Zgomotele produse de utilajele și instalațiile miniere deranjază frecvent mediul înconjurător. [anonimizat]:

[anonimizat];

[anonimizat];

transportoare cu bandă.

Problemele legate de poluarea cauzată de zgomotele produse de utilajele din carierele la zi au efecte negative atât asupra angajaților din cadrul exploatărilor cât și asupra locuitorilor din zonele învecinate exploatărilor.

Excavatoarele cu rotor reprezintă o sursă de zgomot importantă în incinta carierei. Datorită tehnologiei de exploatare în trepte poluarea sonoră produsă de excavatoarele cu rotor nu afectează zonele locuite din vecinătatea carierelor. Treptele de exploatare reprezintă o barieră naturală împotriva propagării zgomotelor. [anonimizat] a distanță de 15-20 m față de zonele locuite.

[anonimizat]. Valoarea recomandată de 55 dB în timpul zilei este depășită în foarte multe locuri chiar la distanțe mari de sursă.

Mașinile de haldat folosite la depunerea materialului steril în haldele exterioare sau interioare reprezintă și ele surse de poluare sonoră. [anonimizat].

Alte surse de poluare sonoră în carierele din Bazinul de Lignit al Olteniei sunt autoturismele folosite la transportul personalului înspre și dinspre carieră și buldozerele și camioanele.

Măsurătorile nivelului de zgomot din Carierele de exploatare la zi din Bazinul de Lignit al Olteniei au fost efectuate cu mai multe dispozitive.

Măsurători au fost realizare cu ajutorul aparatul de măsură digital 4 în 1 PVE-222. Aparatul de măsură digital 4 în 1 cu funcții multiple pentru mediu înconjurător a fost proiectat pentru a combina funcțiile de măsurare a nivelului de zgomot, a luminozității, a umidității și de măsurare a temperaturii (fig. 5.1).

Fig. 5.1 – Aparatul de măsură digital 4 în 1 PVE-222

De asemenea ,măsurătorile nivelului de zgomot au fost realizate cu ajutorul sonometrului DT 815 și a multimetrului pentru măsurători de mediu 4 în 1.

a b

Fig. 5.2 a) sonometru DT 815; b) multimetru pentru măsurători de mediu 4 în 1.

Măsurătorile au fost efectuate în timpul zilei, în mai multe puncte din interiorul Unității Miniere de Carieră Roșia.

Determinările au fost efectuate în conformitate cu STAS-urile în vigoare, în timpul zilei, și au fost calculate cu ajutorul relației:

(5.1)

Măsurătorile au fost efectuate la toate tipurile de utilajele utilizate în carierele de exploatare la zi din cadrul Bazinului de lignit al Olteniei, atât la cele folosite pentru exploatarea zăcământului de lignit, cât și cele utilizate la transportul cărbunelui și a materialului steril, haldare, și vehicole utilizate în carieră la transportul personalului dar și la utilajele utilizate pentru reamenajarea haldelor de steril.

Măsurătorile au fost realizate în cardul Unității Miniere de Carieră Roșia din Bazinul de Lignit al Olteniei, la excavatorul cu rotor E11, banda transportoare T111 și T106A, mașina de haldat abzeter, autoturisme, camioane și buldozer din cadrul carierei.

Prezentarea genaerala a Unității Miniere de Carieră Roșia din cadrul Bazinului de Lignit al Olteniei

Unității Miniere de Carieră Roșia face parte din bazinul carbonifer din nord-vestul Olteniei, administrat de Complexul Energetic Oltenia, Divizia Minieră și este situată în interfluviul dintre râul Jilț și râul Jiu regularizat și dezvoltată pe o treime din suprafață în lunca Jiului, iar restul în zona colinară.

Perimetrul de exploatare a Unității Miniere de Carieră Roșia este amplasat pe teritoriul administrativ al orașului Rovinari și pe teritoriile administrative ale comunelor Fărcășești și Bălteni și face parte din bazinul minier Rovinari componentă a zonei miniere Motru-Jilț-Rovinari, amplasată în nordul Olteniei. Cărbunele extras în cariera Roșia de Jiu este folosit în termocentralele Rovinari, Turceni, Craiova, Oradea, Govora și Arad la producerea energiei electrice pentru sistemul energetic național [21].

Condițiile hidrogeologice

Unității Miniere de Carieră Roșia este cariera cu cele mai dificile condiții hidrogeologice din România.

Pentru zăcământul de lignit, condițiile hidrogeologice constituie un criteriu principal în clasificarea rezervelor în bilanț sau afară de bilanț, întrucât influențează direct asupra posibilității de exploatare.

Structural, întregul zăcământ are aspectul unui monoclin în care se conturează două cute anticlinale largi și anume anticlinalul Strâmba Rovinari și Negomir Peșteana, separate prin sinclinalul Vlăduleni (fig. nr.5.3).

Perimetrul Unității Miniere de Carieră Roșia – zona de luncă – este situat pe flancul sudic al anticlinalului Strâmba Rovinari, chiar unde începe să se contureze sinclinalul Vlăduleni.

Afundarea bazinului de sedimentare în această zonă a permis dezvoltarea unor orizonturi acvifere atât în complexul cărbunos, cât și în culcușul acestuia.

În zona colinară zăcământul de lignit se află în mare parte deasupra cotei locale de eroziune, apa din orizonturile acvifere drenându-se gravitațional pe versanți.

În zona de luncă a Unității Miniere de Carieră Roșia prin lucrările de foraj hidrogeologic au fost puse în evidență:

orizontul acvifer freatic dezvoltat în depozitele aluvionare ale luncii Jiului;

orizonturi acvifere de adâncime.

Orizonturile acvifere de adâncime se grupează în :

orizonturi acvifere cu extindere regională, localizate sub stratul VI lignit, cu alimentare în zonele marginale ale bazinului de sedimentare, fără posibilități de drenare;

orizonturi acvifere cantonate în lentilele nisipoase superioare stratului VII lignit, care au zone de alimentare și drenare atât în zona de margine a bazinului hidrogeologic, cât și în zona internă, pe văile ce traversează regiunea.

Orizonturile acvifere cele mai puternice sunt cele din prima categorie și în special complexul acvifer din culcușul stratului IV lignit – orizontul artezian principal, caracterizat prin grosimi mari de până la 100 m și presiune piezometrică inițială de până la 164 m coloană apă în perimetrul carierei Roșia de Jiu.

Fig. nr. 1.5 Secțiune geologică prin zăcămintele de lignit din Oltenia de Nord

Dimensiunile elementelor geometrice ale Unității Miniere de Carieră Roșia

Unității Miniere de Carieră Roșia are o suprafață de 1.230,27 ha. Zona excavată a carierei ocupă o suprafață de 717,38 ha, din care 329,09 ha reprezintă suprafața heldei interioare, iar suprafață care se va ocupa în viitor este de 512,89 ha. Halda exterioară a Unității Miniere de Carieră Roșia ocupă o suprafață de 487 ha. Adâncimea carierei variază între 93 m în estul carierei și 122 m în vestul carierei. Lățimea carierei în zona de deschidere este de 1750 m, în timp ce lățimea în zona de rotire are 2.000 m, iar lungimea până la zona de rotire este de 550 m.

Fluxul tehnologic din Unitățea Minieră de Carieră Roșia

În Unității Miniere de Carieră Roșia, datorită utilajelor care intră în componența lanțului tehnologic, procesul de exploatare se desfășoară în flux continuu.

Fluxul tehnologic continuu, constă în folosirea excavatoarelor cu rotor în combinație cu transportoarele cu bandă de mare capacitate și mașini de haldat.

Faptul că exploatarea la zi în România a început relativ recent a creat posibilitatea alegerii celui mai modern echipament și s-a beneficiat de experiența altor bazine din lume astfel încât acest echipament se realizează în prezent la nivelul tehnicii mondiale.

Fluxul tehnologic al Unității Miniere de Carieră Roșia este prezentat în (fig. nr. 1.4) și are următoarea dotare:

9 excavatoare cu rotor, din care:

3 excavatoare tip SRs – 2000;

5 excavatoare tip Erc – 1400;

1 excavator tip SRs – 1300;

5 mașini de haldat, din care:

2 abzețere tip A2RsB – 12500-95;

1 abzețer tip A2RsB – 6300-95;

1 abzețer tip A2RsB – 6500-90;

1 abzețer tip A2RsB – 4400-170.

Transportoarele cu bandă însumează 22,526 km, din care:

5 bucăți (2.980 m) tip 1400 mm;

16 bucăți (8.390 m) tip 1800 mm;

11 bucăți (7.700 m) tip 2000 mm;

2 bucăți (2.180 m) tip 2250 mm;

7 bucăți (1.196 m) tip 1000-1400-1600 mm, aferente depozitului de cărbune;

Fig. nr. 1.4. Schema fluxului tehnologic din Unității Miniere de Carieră Roșia

Pentru asigurarea funcționării utilajelor tehnologice cariera este dotată cu următoarele utilității: 27 km de linii electrice de 20 KV, 15 stații trafo de 20/6 KV și de 6/0,4 KV, 13 km de drumuri de acces și tehnologice, 2 dispecere de carieră , 1 dispecer depozit cărbune, 2 incinte secundare care cuprind grupuri sociale, atelier electromecanic, magazii pentru materiale și piese de schimb.

Utilajele au fost puse în funcțiune conform tabelelor 1.1 și 1.2.

Tabelul nr. 1.1 Punerea în funcțiune a liniilor tehnologice

Tabelul nr. 1.2 Punerea în funcțiune a mașinilor de haldat

Exploatarea cărbunelui în cadrul Unității Miniere de Carieră Roșia

Deschiderea Unității Miniere de Carieră Roșia a început în aprilie 1973 și s-a realizat cu excavatorul E 2000-01 prin excavarea unei tranșee de deschidere de la est la vest pe toată lungimea carierei.

Zăcământul de lignit din perimetrul Unității Miniere de Carieră Roșia cuprinde 12 strate (I-XII) în zona colinară și 10 strate (I-X) în zona de luncă, unde procesul de eroziune a Jiului a îndepărtat stratele XI și XII. Dat fiind adâncimea mare la care se găsesc, grosimea mică de sub 2 m și prezența rocilor nisipoase din culcușul și acoperișul acestora, care cantonează orizonturile acvifere puternice, stratele I-IV sunt neexploatabile.

Complexul stratelor exploatabile cuprinde stratele de lignit V-X în zona de luncă și V-XII în zona colinară.

Fig. nr. 1.6 Profil geologic prin perimetrul Unității Miniere de Carieră Roșia

Fig. nr. 1.7 Secțiune hidrogeologică cu evoluția nivelului piezometric al orizontului acvifer artezian – Unitățea Minieră de Carieră Roșia

Profilul geologic prin perimetrul Unității Miniere de Carieră Roșia și caracteristicile sale sunt prezentate în figura 1.6, iar secțiunea hidrogeologică cu evoluția nivelului piezometric al orizontului acvifer artezian este prezentată în figura 1.7.

Stratul X a fost deschis în anul 1977, când s-au excavat 11 mii tone de cărbune, urmând deschiderea straturilor IX (1983), VIII (1984), complexul VI-VII (1989), iar straturile V și XII a fost deschis in anul 2000, respectiv 2003.

Exploatarae în carieră se realizează în trepte după cum urmează:

Treapta I este delimitată pe verticală de suprafața terenului la partea superioară și de acoperișul stratului X și are o înălțime de 15-20 m, excavațiile realizându-se cu excavatorul 1400-11.

Treapta a II-a are o înălțime de 14-20 m și este delimitată de acoperișul stratului X și de acoperișul stratului IX. Excavațiile se realizează cu excavatorul 2000 – 03.

Treapta a III-a este cuprinsă între acoperișul stratului IX și culcușul stratului VIII, având o înălțime de 12-13 m. Excavațiile se realizează cu excavatorul 1300-05.

Treapta a IV-a este delimitată între culcușul stratului VIII și culcușul stratului VI, având o înălțime de 20-22 m. Excavațiile se realizează cu excavatorul 1400-04.

Treapta a V-a este delimitată pe o adâncime de 15 m sub culcușul stratului VI.

Treapta a VI-a este delimitată de treapta V și culcușul stratului V, având o înălțime de 12-17 m. Excavațiile se execută cu excavatorul 1400-06.

În zona colinară avansarea treptelor de exploatare presupune rotirea la 900 a treptelor de lucru. Începând din zona de rotire a carierei avansarea spre sud a treptei I de excavare este condiționată de deschiderea a încă trei trepte în zona colinară. Începând cu anul 1998 au început lucrările de excavare în această zonă.

Treapta a III-a (zona colinară) are o înălțime de 15-28 m. În această treaptă lucrează excavatorul 2000-02 și excavatorul 1400 – 09

Treapta a IV-a (zona colinară) are o înălțime de 6-27 m. Excavațiile se realizează cu excavatorul 1400-12.

Volumul de rocă excavată la 01.01.2005 este de:

377.859 mii m3 steril;

67.284 mii tone cărbune.

Volumul de steril depus în halde:

253.155 mii m3 în halda exterioară;

124.704 mii m3 în halda interioară.

Deschiderea stratului V cărbune

Având în vedere alunecările de teren care s-au produs pe taluzul estic al carierei în anul 1996 și care s-au accentuat în toamna anului 1997, pentru a diminua efectul acestor mișcări, tranșeea de deschidere a stratului V cărbune a fost deplasată cu 600 m în est și 400 m în vest spre avansul carierei, pentru a fi realizat prin haldare interioară un pinten de sprijin al taluzului estic. Astfel a fost abandonată o rezervă de 2 milioane tone din stratul V cărbune.

De asemenea, la un moment dat, datorită acelorași fenomene de instabilitate din taluzul estic al carierei, se vehicula ideea mutării limitei estice a treptei a VI-a cu 250 m spre vest, ceea ce ar fi condus la pierderea unei rezerve de 1,5 milioane tone.

Tehnologia de lucru adoptată prevedea excavarea intervalului dintre stratele VI și V în două trepte, respectiv treapta a V-a și treapta a VI-a.

Elementele geometrice ale tranșeei de deschidere au fost stabilite la următoarele dimensiuni:

lungimea la suprafață este 1.200 m;

lățimea la suprafață este 230 m;

cota la suprafață în sud-vestul carierei este 72 m, iar în nord-vest este79 m;

cota finală în sud-vestul carierei este 38 m, iar în sud-est este 48 m.

Datorită faptului că avansarea excavațiilor pe verticală se suprapune cu lucrările de asecare din orizonturile acvifere din culcușul și acoperișul stratului V, a fost necesar ca la atacarea fiecărui bloc de excavare să fie executate canale cu draglina sau cu rotorul pentru dirijarea apelor către jompurile de pe vatra carierei.

Astfel, atacarea propriu-zisă a excavațiilor pentru deschiderea stratului V au fost începute în luna iulie 1994 cu excavatorul 1400-06, prin realizarea unei tranșee pe limita estică și vestică a treptei a VI-a și întregirea acesteia pe toată lungimea treptei în luna august prin excavarea sub șenile.

În concluzie, până la scoaterea primei tone de cărbune din stratul V s-au excavat 12.285.000 m3 din care: 9.494.000 m3 cu excavatorul 1400-06, 1.577.000 m3 cu excavatorul 2000-03, 1.214.000 m3 cu excavatorul 470-10.

Din acest volum 1.312.000 m3 au fost depuși în halda exterioară și 10.973.000 m3 în halda interioară.

Până în anul 2005 din stratul V s-au excavat 5.158.000 tone.

Deschiderea carierei Roșia de Jiu a început din sud-vestul perimetrului, în zona de maximă afundare a zăcământului de lignit, unde stratele exploatabile V-X lignit se află în condiții hidrogeologice de la grele la foarte grele, odată cu adâncimea.

Structural zăcământul urcă cu 55 m pe o distanță de 3,5 km, iar nisipurile din intervalul V-VI cărbune se efilează în avansul carierei trecând în argile.

Toate acestea fac ca avansarea carierei și exploatarea stratului V lignit să se realizeze în condiții mult mai ușoare din punct de vedere hidrogeologic.

Caracteristici economice

Unitățea Minieră de Carieră Roșia este cea mai mare carieră din România și din sud-estul Europei prin volumul rezervelor geologice de lignit.

La 01.01.1984 au fost omologate 518.785 mii tone rezerve geologice din care 293.929 mii tone rezerve geologice de bilanț și 224.856 mii tone rezerve geologice afară de bilanț.

Caracteristicile calitative medii ale cărbunelui, fără a include intercalațiile sterile din cuprinsul stratelor, sunt cenușa la anhidru (Aanh)=28,13% și puterea calorifică inferioară (Qii)=2.269 kcal/kg [12].

Tabelul nr. 1.3. Rezerve geologice omologate la 01.01.1984

Volumul rezervelor industriale evaluate din rezervele de bilanț, prin adăugarea diluției și scăderea pierderilor, au fost de 346.109 mii tone la 01.01.1984. Rezervele geologice omologate la această dată sunt prezentate în tabelul 1.3:

Prezentarea rezultatelor obținute în urma măsurătorilor de zgomote realizate în cadrul Unității Miniere de Carieră Roșia

Primul set de măsură a fost realizat la Excavatorul cu rotor pe șenile E11. Măsurătorile au fost realizate cu ajutorul sonometrului DT 815 și a multimetrului pentru măsurători de mediu 4 în 1. Măsurătorile au fost realizat în timpul zilei, pe o perioadă de 5 zile lucrătoare, la un interval de 60 de minute. Au fost realizate câte 3 seturi de măsurători în fiecare zi.

La momentul realizării măsurătorilor Excavatorul cu rotor pe șenile E11 era întrodus în fluxul tehnologic în procesul de decopertare.

În tabelul x sunt prezentate medile rezultatele obținute în urma măsurătorilor de zgomote, în mai multe puncte față de excavator și la diferite distanță față de acesta.

Valoarea de fond a nivelului de zgomot măsurată lângă excavator, înainte de pornirea acestuia, este de 62,9 dB.

Tabel 1. Valorile nivelului de zgomot la excavatorul cu rotor pe șenile E11

Pentru o mai bună interpretare a rezultatelor obținute în funcție de locul de amplasare a punctelor de măsurare și distanța față de excavator am realizat și o hartă de zgomote a zonei studiate. (figura x)

Fig. 5.3 Harta de zgomot pentru de excavatorul cu rotor E11

Pentru confirmarea rezultatelor obținute au fost realizate un al doilea set de măsurători la un alt excavator cu rotor, în fașa acestuia la distanțe de 1, 10, 15, 100 și 200 m.

Măsurătorile au fost efectuate cu ajutorul aparatul de măsură digital 4 în 1 PVE-222, pe o perioadă de 2 zile, în timpul zilei, la un interval de 60 de minute. În fiecare zi au fost efectuate câte 6 seturi de măsurători.

Media rezultatelor obținute sunt prezentate în tabelul 5.1

Tabelul 5.1 Valorile nivelului de zgomot la excavatorul cu rotor

Fig. 5.2 – Valoarea nivelului de zgomot pentru excavatorul cu rotor la 1 m de acesta

Fig. 5.3 – Valoarea nivelului de zgomot pentru excavatorul cu rotor la 10 m de acesta

Fig. 5.4 – Valoarea nivelului de zgomot pentru excavatorul cu rotor la 15 m de acesta

Valoarea nivelului de zgomot înregistrat înainte de pornirea excavatorului cu rotor este de 63 dB (figura x)

Fig. 5.5 – Zgomotul de fond înregistrat înainte de pornirea excavatorului cu rotor

O altă sursă de poluare sonoră importantă din Carierele din Bazinul de Lignit al Olteniei este reprezentată de transportoarele cu bandă. În funcție de activitatea la care sunt folosite în fluxul tehnologic, transportoarele cu bandă pot produce o poluare sonoră care afectează carieră și angajații acesteia sau poate avea efecte negative semnificative asupra zonelor locuite din vecinătatea carierelor.

Transportoarele cu bandă folosite la transportul materialului steril spre haldele de steril și cele folosite la transportul cărbunelui în depozite au porțiuni semnificative care trec la distanțe foarte mici de zonele locuite din vecinătatea Unităților Miniere de Carieră.

În cazul Unității miniere de Carieră Roșia unde am au fost realizate măsurătorile, transportoarele cu bandă trec la distanțe foarte mici de casele din satele Roșia de Jiu și Fărcășești.

Pentru a stabili nivelul de poluare sonoră produs de transportoarele cu bandă au fost realizate mai multe seturi de măsurători la transportoarele cu bandă folosite în Unitatea Minieră de Carieră Roșia.

Primul set de măsurători a fost realizat la transportorul cu bandă T111 care la momentul realizării măsurătorilor era utilizată la transportul materialului decopertat de la excavatorul cu rotor E11.

Transportorul cu bandă T111 este amplasat la o distanță de 15 – 20 m de primele locuințe din satul Roșia de Jiu.

Măsurătorile au fost realizate cu ajutorul sonometrului DT 815 și a multimetrului pentru măsurători de mediu 4 în 1. Măsurătorile au fost realizat în timpul zilei, pe o perioadă de 5 zile lucrătoare, la un interval de 60 de minute. Au fost realizate câte 3 seturi de măsurători în fiecare zi.

Valoarea de fond a nivelului de zgomot, măsurată lângă transportoarele cu bandă din vecinătatea zonelor locuite, înainte de pornirea acesteia, este de 48,1 dB.

Tabelul 2. Valorile nivelului de zgomot latransportorul cu bandă T111 în vecinătatea caselor din satul Roșia de Jiu

Din determinările prezentate în tabelul 2, reiese că nivelul de zgomot de 50 dB, limita admisă, este depășită în conformitate cu STAS 10009/1988 și Ordinul Ministrului Sănătății nr. 536/1977, respectiv H.C.L. nr. 32/1992[1].

Pentru o mai bună interpretare a rezultatelor obținute în funcție de locul de amplasare a punctelor de măsurare și distanța față de transportorul cu bandă am realizat și o hartă de zgomote a zonei studiate. (figura x)

Fig. 5.4 Harta de zgomot pentru banda transportoare T 111

Valorile nivelului de zgomot sunt crescute în anumite porțiuni conform hărții de zgomot din figura X datorită poluării sonore produsă de funcționarea în același timp atât a excavatorului cu rotor cât și a transportorului cu bandă care deservește excavatorul.

Fig. 5.5 Harta de zgomot pentru excavatorul cu rotor E11 și transportorul cu bandă T111

Un al doilea set de măsurători a fost realizat asupra transportorului cu bandă T106 A care este utilizat pentru transportul materialului steril către haldă. Acest transportor cu bandă are o porțiune semnificativă amplasată la o distanță foarte mică față de zonele locuite din satul Fărcășești situat în vecinătatea Unității Miniere de Carieră.

Măsurătorile au fost efectuate cu ajutorul aparatul de măsură digital 4 în 1 PVE-222, pe o perioadă de 2 zile, în timpul zilei, la un interval de 60 de minute. În fiecare zi au fost efectuate câte 6 seturi de măsurători. Măsurătorile au fost realizate la distanțe de 1, 10 și 15 m față de sursă. În anumite porțiuni distanța dintre transportorul cu bandă și primele case din zonele locuite din vecinătatea Unității Miniere de Carieră nu depășește 15 m.

Media rezultatelor obținute sunt prezentate în tabelul 5.1

Valoarea de fond a nivelului de zgomot măsurată lângă banda transportoare, înainte de pornirea acestuia, este de 45 dB.

Fig. 5.9 – Zgomotul de fond înregistrat înainte de pornirea benzii transportoare

Tabelul 5.2 Valorile nivelului de zgomot la transportorul cu bandă care deservește la transportul sterilului către haldă

Fig. 5.6 – Valoarea nivelului de zgomot pentru banda transportoare la 1 m de acesta

Fig. 5.7 – Valoarea nivelului de zgomot pentru banda transportoare la 10 m de acesta

Fig. 5.8 – Valoarea nivelului de zgomot pentru banda transportoare la 15 m de acesta

O altă sursă de poluare sonoră din interiorul Unităților Miniere de Carieră este reprezentată de mașina de haldat. Aceasta afectează doar zona din interiorul Unității miniere de cariere datorită amplasării la distanță mare față de zonele locuite.

Pentru stabilirea nivelului de poluare sonoră produsă de mașina de haldat au fost realizate măsurării, în timpul funcționării acesteia. Măsurătorile au fost efectuate cu ajutorul aparatul de măsură digital 4 în 1 PVE-222, pe o perioadă de 2 zile, în timpul zilei, la un interval de 60 de minute. În fiecare zi au fost efectuate câte 6 seturi de măsurători. Măsurătorile au fost realizate la distanțe de 1, 10 și 15 m față de sursă.

Media rezultatelor obținute în urma măsurătorilor realizate la mașina de haldat sunt prezentate în tabelul x.

La distanța de 15 m nivelul de poluare sonoră este crescut datorită funcționării concomitent atât a mașinii de haldat cât și a transportorului cu bandă care o deservește.

Zgomotul de fond înregistrat înainte de pornirea mașinii de haldat și a transportorului cu bandă care o deservește este de 45,5 dB.

Fig. 5.13 – Zgomotul de fond înregistrat înainte de pornirea mașinii de haldat

Tabelul 5.3 Valorile nivelului de zgomot la mașina de haldat

Fig. 5.10 – Valoarea nivelului de zgomot pentru mașina de haldat la 1 m de acesta

Fig. 5.11 – Valoarea nivelului de zgomot pentru mașina de haldat la 10 m de acesta

Fig. 5.12 – Valoarea nivelului de zgomot pentru mașina de haldat la 15 m de acesta

Fig. 5.12 – Valoarea nivelului de zgomot înregistrat la 15 m de mașina de haldat și 1 m de banda transportoare

Alte surse de poluare sonoră prezente în Unitățiile Miniere de Carieră sunt reprezentate de autoturismele folosite la transportul personalului în carieră, cât și buldozerele și camioanele.

Acestea reprezintă surse de poluare care nu afectează pe perioade lungi de timp, ci doar în momentul trecerii acestora.

Măsurătorile au fost efectuate cu ajutorul aparatul de măsură digital 4 în 1 PVE-222, la o distanță de 1 m față de acestea, în timpul funcționării. Rezultatele măsurătorilor obținute sunt prezentate în tabelul x.

Tabelul 5.4 Valorile nivelului de zgomot la autorurismele utilizate la transportul personalului spre și dinspre carieră, camioane și buldozer

Fig. 5.14 – Valoarea nivelului de zgomot pentru autoturismele utilizate în Unitatea Minieră de Carieră Roșia

Fig. 5.15 – Valoarea nivelului de zgomot pentru buldozărele utilizate în Unitatea Minieră de Carieră Roșia

Fig. 5.16 – Valoarea nivelului de zgomot pentru camioanele utilizate în Unitatea Minieră de Carieră Roșia

Interpretarea datelor privind poluarea produsă de zgomote în Unitatea Minieră de Carieră Roșia

Limita maximă admisibilă a nivelului de zgomot în interiorul Unității Miniere de Carieră Roșia este de 65 dB. În cazul zonelor locuite din vecinătatea Unității Miniere de Carieră Roșia limita maximă admisibilă pentru nivelul de zgomot este de 55 dB.

O parte din transportoarele cu bandă care funcționează în interiorul Unității Miniere de Carieră Roșia sunt amplasate la distante mici de satele Fărcășești și Roșia de Jiu.

În cazul benzilor transportoare T111 și T106 A distanța între prima casa din Satul Roșia de Jiu, respectiv Fărcășești este de doar 15 – 20 m.

Poluarea sonoră produsă de transportoarele cu bandă după cum se poate observa în figura 5.6 este 85 dB. Odată cu depărtarea de transportorul cu bandă nivelul de zgomot scade datorită atenuării produse de aer. La o distantă de 15 m se obține o atenuare a aerului de 10 dB.

Valoarea înregistrată la 15 m de transportorul cu bandă este de 75 dB depășește cu mult limita maximă admisibilă pentru locuitorii din satele Roșia de Jiu și Fărcășești.

Valorile înregistrate pentru excavatorul cu rotor lângă acesta este de 81,5 dB, iar la 200 de metri de acesta este de 52 dB. Valori apropiate de acestea au fost înregistrate și pentru mașina de haldat unde valoarea înregistrată lângă aceasta este de 78 dB.

Cea mai mare valoare a fost înregistrată la 15 m de mașina de haldat și la 1 metru de transportorul cu bandă unde nivelul de zgomot este de 87 dB. Aceasta valoare ridicată a nivelului de zgomot rezultă din însumarea zgomotelor provenite de la cele două surse, mașina de haldat și transportor cu bandă.

Valoarea maximă admisibilă pentru zgomot în interiorul carierei de 65 dB este depășită în toate cazurile lângă utilaje. Limita maximă admisibilă este depășită între 13 și 20 dB lângă utilaje, aceasta scăzând o data cu depărtarea de acestea.

Zgomotul din interiorul carierei (cu excepția benzilor transportoare amplasate la periferia carierei), poate fi atenuat în cazul angajaților prin folosirea de echipamente speciale de protecție.

Metode de reducere a nivelului de zgomot din Unitațile Miniere de Carieră din Bazinul de Lignit al Olteniei

O soluție de combatere a zgomotului produs de transportoarele cu bandă, pe căile de propagare, constă în montarea acestora pe elemente vibroizolante. Această măsură asigură o atenuare a nivelului de zgomot, în principal pe componenta de joasă frecvență a oscilației acustice.

Altă metodă de combatere a zgomotului într-un anumit loc este interpunerea între acesta și sursa de zgomot a unui ecran fonoabsorbant și fonoizolant. Prin amplasarea unui asemenea ecran se obține o atenuare a nivelului de zgomot aproape pe întreaga gamă de frecvențe. La amplasarea ecranului trebuie avut în vedere ca acesta să nu deranjeze procesul tehnologic și să permită supravegherea funcționării mașinii.

Izolarea fonică a unui material compozit exprimă capacitatea sa de a împiedica transmiterea de energie sonoră. Factorul de transmitere a energiei sonore se defineste astfel: raprtul dintre energia transmisă Wt și energia acustică emisă Wi, valoarea sa find cu atât mai mică cu cât capacitatea materialului de reținere a undelor sonore este mai mare.

Izolarea fonică este proprietatea ce caracterizează toate panourile fonoabsorbante de separare, cunoașterea sa este necesară pentru a se putea preciza nivelul de izolare fonică între două medii.

În cazul în care energia acustică (Wi) întâlnește un obstacol, constând într-un alt mediu decât cel în care se propagă, apare fenomenul de descompunere (fig. 5.17): o parte din energie este reflectată (Wr), o parte este transmisa (Wt), iar o parte a absorbită de catre mediu (Wa). În funcție de tipul de material folosit, se schimbă proporțiile acestei descompuneri respectându-se legile de conservare a energiei:

(5.2)

Pentru a obține o atenuare mai mare a nivelului de zgomot, pe întreaga gamă de frecvențe, se pot folosi tunele fonoizolante.

Folosirea tunelelor fonoizolante și fonoabsorbante conduce la rezultate bune în ceea ce privește izolarea fonică a sursei respective dacă un asemenea sistem este corect conceput și proiectat.

Fig. 5.17. Descompunerea energie acustice în prezența obsatacolelor

Atenuarea nivelului de zgomot realizată prin folosirea tunelelor fonoizolante asupra unei surse, considerând că în interiorul acestora există un câmp difuz, se poate determina cu relația:

[dB] (5.3)

în care, R este reducția sonoră a peretelui tunelului, Sc suprafața peretelui tunelului, αi coeficientul de absorbție al elementelor interioare tunelului și și suprafețele interioare corespunzătoare.

Coeficientul α de absorbție a sunetului se definește ca fiind raportul dintre energia absorbită și energia acustică, și exprimă proprietatea unui material de a absorbi energia acustică. Absorbția acustică este practic o transformare a energiei acustice incidente în căldură.

(5.4)

Din relația (5.3) rezultă că atenuarea realizată de un tunel depinde de reducția sonoră R a peretelui acestuia respectiv de masa peretelui și de coeficientul de absorbție.

Undele acustice răspândindu-se de la sursa de zgomot sub formă de unde sferice ajung pe ecranul fonoizolant sub un anumit unghi de incidență și sunt reflectate parțial sub același unghi. Pe de altă parte, suprafețele ecranului sunt excitate după teoria masică a oscilațiilor de încovoiere și undele sunt transmise cu o deviere de direcție. Astfel suprafețele fonoizolante reprezintă o frânare masică iar sunetul reflectat excită ecranul pierzând energie și presiune acustică sub formă de oscilații de încovoiere.

Capacitatea unui panou de a atenua sunetul transmis după ce a fost străbătut de acesta se numește izolarea fonică. Atenuarea sonoră obținută cu ajutorul unei bariere sonore subțiri poate fi compromisă dacă aceasta nu este concepută pentru a se asigura că nivelul de zgomot transmis nu influențează în mod semnificativ nivelul de zgomot global ce ajunge la receptor. Astfel se stabilește că o barieră sonoră atenuează nivelul zgomotului transmis cu cel puțin 0,5 dB (A),

Izolarea fonică obținută în urma amplasării barierelor de zgomot este influențată de o serie de factori, cum ar fi: masa pe unitatea de suprafață, grosime, rigiditate, pierderea de semnal și unghiul de incidență al sunetului. Cel mai important dintre acești factori îl reprezintă masa pe unitatea de suprafață a barierei de zgomot.

De asemenea, este esențial ca bariera să nu prezinte perforații pătrunse pentru a evita scurgerile de sunet, deoarece perforațiile de dimensiuni mari permit trecerea zgomotului fără a-l amortiza, iar cele înguste îl pot amplifica.

Pentru panourile simple omogene cea mai importantă proprietate o reprezintă masa pe unitatea de suprafață a panoului, cu ajutorul căreia se poate exprima foarte simplu pierderea de transport R:

(5.5)

unde: m este masa pe unitatea de suparafata;

f este frecventa critica a materialului.

Din analiza relației 5.5 se constată următoarele :

izolarea fonică R crește o dată cu mărirea frecvenței, în cazul unui perete cu masă dată. Sunetele de frecvențe înalte sunt atenuate mai bine decât cele de frecvență joasă;

izolarea fonică poate fi mărită în cazul sunetelor cu frecvență joasă dacă se mărește masa peretelui, adică dacă se realizează un perete masiv;

creșterea izolării fonice în raport cu frecvența este de 6 dB pe octavă;

în cazul unei frecvențe constante izolarea fonică crește cu masa unității de suprafață;

la frecvență constantă izolarea fonică crește cu 6 dB pentru fiecare dublare a masei.

Pentru cea mai mare parte a materialelor de construcție rigiditatea statică trebuie să fie suficient de mare astfel încât acestea să reziste la unde sonore cu o gama de frecvente cuprinsa intre 50 – 5.000 Hz.

Un panou separator fonoabsorbant simplu, lovit de energia sunetului, este supus vibrațiilor și rezonanței, fenomene care îi pot influența comportamentul acustic. Astfel în zonele de înaltă și joasă frecvență pot să apară pierderi de izolare fonică datorate frecvențelor de rezonanță sau coincidență; frecvența la care începe să aibă loc pierderea se definește ca frecvență critică (fc), valoarea sa putând fi calculată în cazul în care este cunoscută viteza de propagare a sunetului în material,

(5.6)

unde: k este constanta elastică a materialului;

m – masa panoului.

Pentru realizarea ecranelor curbate putem folosi placi fonoabsorbante și fonoizolante din oțel, aluminiu și fibre minerale, sau se pot utiliza plăci de policarbonat.

Stratificarea aeriană între marginile de duritate ale placilor de policarbonat asigura o buna izolare fonică. în functie de tipul placii de policarbonat utilizat, se obțin diferite valori de atenuare a zgomotului, valoriile fiind prezentate în tabelul 5.6.

Tabelul 5.6 Nivelul de atenuare fonic al placilor de policarbonat

O metodă de diminuare a zgomotului pe căile de propagare, în cazul transportoarelor cu bandă, o constituie închiderea sursei de zgomot într-un tunel fonoabsorbant și fonoizolat din policarbonat, pe porțiunile din vecinătatea zonelor locuite.

În vederea determinării comportamentului plăcilor de policarbonat la diminuarea zgomotelor am realizat un tunel având o înălțime de 2,5 m și o lățime a bazei de 3,2 m. Grosimea plăcii de policarbonat este de 2 mm, cu o greutate de 0,6 kg/m2.

Fig. 5.6 Tunel experimental

Pentru experiment am utilizat o sursă de zgomot având aceeași bandă de frecvență, rezultatele obținute fiind prezentate în tabelele 3 și 4.

Tabelul 3. Valorile reducerii nivelului de zgomot pentru un tunel având lațimea de 3,2 m și înălțime 2,5m

Pentru determinarea reflexiei s-au efectuat măsurători în interiorul tunelului experimental și în exteriorul acestuie în trei puncte fixe față de sursă, rezultatele fiind prezentate în tabelul 4.

Tabelul 4. Valorile reflexiei zgomotului pentru un tunel având lațimea de 3,2 m și înălțime 2,5 m

O altă metodă de reducere a nivelului de zgomot este folosirea unor ecrane curbate fonoizolante și fonoabsorbante [2].

La realizarea ecranului curbat utilizat la măsurătorile experimentale s-au folosit placi de policarbonat de 2 mm.

Fig. 3 Ecran curbat pentru protecție fonică

Tabelul 5. Valorile reducerii nivelului de zgomot pentru ecranul curbat având înălțimea de 2,5m

Tabelul 6. Valorile nivelului de zgomot obținute prin folosirea ecranelor curbate

Pentru reducerea poluarii sonore produsă de transportoarele cu bandă propun două metode de amplasare a ecranelor curbate.

Prima metodă constă în amplasarea ecranului curbat la o distantă de 0,5 m de structura metalică a transportoarelor cu bandă.

Fig. 5.18 Ecran curbat pentru protecție fonică – metoda unu

A doua metodă de amplasare a panoului curbat este poziționarea acestuia la înaltime de 0,5 m de la sol direct pe structura metalică a transportoarelor cu bandă. Această înălțime a fost aleasă pentru a putea fi ecranate toate părțile în mișcare ale transportoarelor cu bandă.

Fig 5.19 Ecran curbat pentru protecție fonică – metoda doi

Pentru a alege metoda ideală atât din punct de vedere economic cât și al nivelului de atenuare a zgotului în continuare voi prezenta un studiu comparativ al costurilor aferente realizării unui tronson de panou fonoizolant și fonoabsorband cu o lungime de 5m, aceasta fiind lungimea dintre doi stâlpi de sustinere a benzilor transportoare.

În urma măsurării zgomotului emis de excavatorul cu rotor pe șenile, introdus pe fluxul tehnologic pentru descopertare, așa cum rezultă din tabelul 1, acesta nu influențează poluarea fonică a locuințelor din satul Roșia Jiu.

Sursa principală de poluare a acestei zone locuite o constituie transportoarele cu bandă aflată în imediata apropiere a locuințelor unde valoarea medie a poluării sonore depășește cu 20-30 dB standardele în vigoare.

În urma măsurătorilor efectuate folosind ecranul curbat și tunelul de policarbonat de 2 mm a rezultat că ele pot produce o atenuare a zgomotului datorată plăcii de aproximativ 7 dB.

Diferența atenuării zgomotului folosind tunelul și ecranul curbat după cum rezultă din tabelele 3 și 5 este mică, avantajul folosirii ecranului curbat este de natura tehnologică și economic.

Îmbunătățirea calității fonoabsorbante ale ecranelor este arcuirea plăcilor de policarbonat sau chiar simpla curbare a extremității superioare. Această modalitate duce la obținerea unei puteri de absorbție mărită și în același timp diminuează înălțimea ecranelor.

Folosirea plăcilor stratificate de policarbonat duce la creșterea izolării fonice a surselor de zgomot putând ajunge chiar până la 30 dB [3].

Calcul economic:

Ecranele curbate pentru cele două metode sunt prezentate în figurile 5.20 și 5.21

Ecranul curbat pentru metoda unu are o lungime de 5 m, și o înălțime de 2,1 m. La bază ecranul curbat este prevazut cu o structură de susținere (fig. 5.20).

Figura 5.20 – Model ecran curbat – metoda unu

Ecranul curbat pentru metoda doi are o lungime de 5 m, și o înălțime de 1,6 m. În comparație cu ecranul curbat de la metoda unu acesta nu are structură de susținere, el fiind prins direct pe structura metalică a transportoarelor cu bandă (fig. 5.21).

Figura 5.21 – Model ecran curbat – metoda doi

Pentru panourile confecționate din oțel, aluminiu și fibre minerale

Tabelul 5.7 Calculul economic pentru realizarea ecranului curbat din oțel, aluminiu și fibre minerale pentru prima metodă

Tabelul 5.8 Calculul economic pentru realizarea ecranului curbat din oțel, aluminiu și fibre minerale pentru a doua metodă

Pentru ecranele curbate din placi de policarbonat vom folosi placi de policarbonat de 16 mm.

Tabelul 5.9 Calculul economic pentru realizarea ecranului curbat din policarbonat pentru prima metodă

Tabelul 5.10 Calculul economic pentru realizarea ecranului curbat din policarbonat pentru a doua metodă

Prin utilizarea panourile din oțel, aluminiu și fibre minerale se poate obține o atenuare a nivelului de zgomot de până la 40 dB, iar o placă de policrabonat de 16 mm are o atenuare a zgomotului de până la 21 dB după cum rezultă din tabelul 5.6.(val poli)

În cazul amplasării panourilor de policarbonat, nivelul de zgomot va fi redus la valoarea de 55 dB, această valoare fiind limita maximă admisă a nivelului de zgomot în zonele locuite pe timpul zilei. În cazul panourilor din oțel, aluminiu și fibre minerale această valoare va fi redusă sub limita maximă admisibilă.

Costurile aferente panourilor din policarbonat sunt mult mai mici comparativ cu cele pentru panourile din oțel, aluminiu și fibre minerale.

În cazul benzilor transportoare T111 și T106A din Unitatea Minieră de Carieră Roșia, nivelul de atenuare produs de plăcile de policarbonat este suficient pe perioada de zi, aceste benzi functionând doar ziua.

Pentru a doua metodă de amplasare a panourilor, costurile sunt mai scazute datorită dimensiunilor mai reduse a panourilor și lipsei structurii de la baza panoului, acestea având și avantajul că pot fi amplasate oriunde pe structura metalică a benzilor transportoare, indiferent de denivelările prezentate de sol.

Evaluarea datelor privind poluarea cauzată de vibrații în cadrul exploatărilor la zi din Bazinul de Lignit al Olteniei