книги из ГПНТБ / Чулаков П.Ч. Теория и практика обеспыливания атмосферы карьеров

УДК 622.807:622.271

4 ЭКЭЕМЛДДО? ' '•

Чулаков П. Ч. Теория и 'практика обеспыливания атмосферы карьеров. М., «Недра», 1973. 160 с.

В книге рассмотрена интенсивность пылеоыделения при различных технологических процессах и изложены наиболее эффективные способы борьбы с пылью при буровых и взрывных работах, экскавации горной массы, а также на карьерных автомобильных дорогах. Рассмотрено распределение пыли на раз­ личных высотах в атмосфере карьеров. Изложены теоретические оснооы пылеподавления при разных процессах и закономерности срыва пыли с поверхно­ стей навала горной массы, уступов и т. п.

Книга рассчитана на работников горнорудной промышленности, проектных и научно-исследователь­ ских институтов.

Таблиц II, иллюстраций 44, библиография — 85 назв.

0373—291043(01)73 452—73

© и з д а т е л ь в т в о „ Н Е Д Р А " . 1973

ВВЕДЕНИЕ

В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971 — 1975 гг. предусматривается дальнейшее развитие до­ бычи угля открытым способом. Высокие темпы разви­ тия открытых горных работ стали возможными благо­ даря применению совершенного высокопроизводи­ тельного бурового, погрузочного и транспортного обо­ рудования.

Внедрение высокопроизводительной техники в карьерах позволило резко увеличить производитель­ ность труда, снизить себестоимость добычи и пере­ смотреть в сторону увеличения предельную глубину от­ крытой разработки. Уже сейчас глубина многих крупных карьеров превышает 100—200 м от земной поверхности. Проектная глубина Аксанекого карьера

630м, Экибастузского — 650 м.

Всвязи со значительным ростом объема горных работ, интенсификацией отработки месторождений и увеличением глубины карьеров возникла весьма слож­ ная проблема обеспечения нормальных атмосферных условий на открытых разработках.

Содержание газов и пыли в карьерах при наруше­ нии естественного воздухообмена и отсутствии средств очистки воздуха от загрязнений часто превышает пре­ дельно допустимые концентрации. Следовательно, обе­ спечение нормального состава атмосферы на откры­ тых горных работах является одной из актуальных задач горной науки.

3

Глава I

ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЕ НА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ

§ 1. ИНТЕНСИВНОСТЬ ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ

При работе мощного оборудования на карьерах

ветров и микроклиматом района. При нарушении есте­ ственного воздухообмена и отсутствии эффективных способов пылегазоподаівлепня загрязнение атмосферы карьеров, особенно запыленность воздуха на рабочих местах, как правило, превышает предельно допусти­ мые нормы.

Из технологических процессов, связанных с за­ грязнением атмосферы, буровые работы, экскавация горной массы, работа бутобоев, внутрикарьерное отвалообразование и другие вспомогательные процессы вызывают в основном .местное загрязнение, а сдувание пыли с террикоииков, отвалов, процессы окисле­

альдегиды, окись углерода, окислы азота и углекис­ лый газ. Эти газы выделяются при работе дизельного оборудования, при окислительных процессах и взрыв-

5

ных работах. Содержание их превышает предельно допустимые концентрации ів основном в местах скопле­ ния автосамосвалов.

Степень загрязнения атмосферы карьеров опреде­ ляется интенсивностью выделения пыли и газа при

ватмосферу транспортируется 'по каналам;

2)при работе которых образующаяся пыль не­ посредственно поступает в атмосферу и пылевоздушный поток не имеет твердых границ.

К первым источникам относятся буровые стайки, дробильно-сортировочные комплексы и другие уста­ новки, оборудованные аспнрациопными устройствами для отсоса запыленного воздушного потока. Для опре­

деления интенсивности пылевыделенпя при работе этих установок достаточно замерить количество вы­ брасываемого в атмосферу воздуха и концентрацию пыли при дисперсности не 'более 10 мкм.

К источникам второй группы относятся экскавато­ ры, буровые машины, автосамосвалы, бульдозеры, отвалы и т. п., которые, в свою очередь, делятся на точечные (эскаваторы, буровые машины и г. п.), ли­ нейные (карьерные дороги, конвейеры и т. п.) и рав­ номерно распределенные ^пылеобразоваігае от ветро­ вой эрозии, от сдува'Ния пыли с террикоников шахт и т. п.). Точечные и линейные источники могут быть не­ подвижными (экскаваторы, конвейеры) или переме­ щающимися (бульдозеры, автосамосвалы).

Интенсивность пылевыделения от источника не­ прерывного действия, оборудованного аспирационными устройствами или пылеуловителями, определяется как

6

дя из величины нормированного отклонения, коэффи­

схемы проветривания карьера и расположения источ­ ника пылевыделения относительно поверхности рабо­

с учетом запыленное™ фона атмосферы карьера, м; •фгр — безразмерный граничный параметр, величина которого при рециркуляционной и прямоточной схе­

в) в условиях перемещающегося точечного источ­ ника непрерывного выделения пыли для одного авто­ самосвала

k'vCPutyf X] {mi — m„)

NM (&СР + 2*і1>гр)

где k'=0,94 при рециркуляционной и £'=1,44 при прямоточной схеме; и с р — средневзвешенная скорость движения груженых и порожних автосамосвалов, м/сек; Х\ — расстояние от продольной оси дороги до замерной точки, м; Ш\, то — масса пыли, полученная

7

rax карьеров Тургайского бокситового рудоуправле­ ния 330 г/сек.

Массовые взрывы периодически вызывают значи­ тельное увеличение содержания пыли и газов (глав­ ным образом, окиси углерода и окислов азота) в ат­ мосфере карьеров. Концентрация пыли в пылегазовом облаке взрыва достигает 600—5000 мг/м3 .

Развитие ветровой эрозии почв и занос пыли опре­ деляются климатическими условиями, почвеино-растн- телыным'И особенностями района и зависят от физикомеханических свойств пород и руд.

Известно, что интенсивное едуваине пыли с отва­ лов обычно происходит при скорости ветра более 3— 4 м/сек, а пылеобразование от ветровой эрозии почв и пород на участке с ненарушенным почвенным по­ кровом — при скорости ветра более 4—5 м/сек у поверхности почвы. Интенсивность запоса пыли при скорости ветра 3 м/сек на Сибайском карьере достига­ ет 36000 мг/сек. Летом в сухую погоду при скорости ветра 3—7 м/сек запыленность атмосферы карьера составляет 1,4—7 мг/м3 .

Таким образом, на открытых горных работах все технологические процессы в той или иной мере при­ водят к загрязнению атмосферы карьеров.

§2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТИЦ ПЫЛИ ПО РАЗМЕРАМ

ВАТМОСФЕРЕ КАРЬЕРОВ

Для выбора наиболее эффективного способа сни­ жения запыленности воздуха важное значение имеет установление характера распределения частиц пыли по размерам, так как существующие средства и 'спо­ собы пылеподавлення применимы лишь при опреде­ лённых аэрозолях.

Полидисперсиые частицы распределяются на фрак­ ции неравномерно, поэтому они рассматриваются как некоторая статистическая совокупность и их дисперс­ ный состав целесообразно устанавливать с примене­ нием теории вероятности и математической стати­ стики.

Размеры частиц являются аргументом совокупнос­ ти. Сумма долей фракций частиц составляет объем статистической совокупности. Долю частиц каждой

9