Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
скан Тимухин.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
409.84 Кб
Скачать

1 .4. Пути улучшения аэродинамики природных вентиляционных сил в карьерах

Повышение интенсивности проветривания ветром в карьерах прямо зависит от скорости ветрового потока, действующего над карьером. Поэтому поверхностные сооружения и отвалы следует удалять от карьера на значительное расстояние (не менее 8-10 раз­меров их высоты). Иначе определенный объем карьерного про­странства окажется в зоне аэродинамической тени, где скорость ветра и, следовательно, эффективность аэрации существенно сни­жаются.

Улучшение аэродинамики поверхности карьеров за счет со­оружений и отвалов, образующих конфузоры и ускоряющих ветро­вые потоки, должно осуществляться с учетом того, чтобы эти со­оружения или отвалы не экранировали фланги карьера, потому что возрастание скорости и улучшение воздухообмена в зоне, непо­средственно примыкающей к устью конфузора, может вызвать ухудшение проветривания фланговых зон карьера, попавших в аэ­родинамическую тень, что затруднит естественную аэрацию карье­ра в целом даже при наиболее благоприятном направлении ветро­вого потока.

На примере Коркинского карьера было установлено, что все сооружения, находящиеся на борту карьера, отрицательно влияют на естественный воздухообмен. При этом ликвидация отвала, стоящего на пути ветрового потока, привела к ощутимому улучше­нию проветривания карьера в целом.

Отсюда одним из путей улучшения аэродинамики поверхно­сти, примыкающей к карьеру, является максимально возможное ос­вобождение этой поверхности от различных сооружений, в том числе и отвалов. Конечно, при рациональном расположении отва­лов, например при строительстве новых карьеров, в равнинной ме­стности может быть получен ощутимый эффект, которым не следу­ет пренебрегать.

На рис. 1.9 в качестве примера приведена схема рационально­го расположения поверхностных сооружений и отвалов, позво­ляющая достигать интенсификации проветривания карьера в целом при любом направлении ветра на поверхности. В качестве крыльев конфузора в этой схеме использованы корпуса обогатительной фабрики 1 и отвалы 2, торцевые части которых расположены от бровки карьера на расстояние /, равное 8-10 их высотам. При этом

24

въездная траншея 3 (что очень важно) ориентирована по направле­нию господствующих ветров.

Рис. 1.9. Схема рационального расположения поверхностных сооружений и отвалов

Немаловажным для повышения интенсивности естественного проветривания карьеров является также снижение объема зоны ре­циркуляции, которое может быть достигнуто уменьшением углов откоса бортов карьера за счет рациональной очередности отработки уступов. При вытянутой в плане форме карьера его большую ось следует по возможности ориентировать в направлении господ­ствующих ветров, что также уменьшит объем рециркуляционной зоны.

Внутри карьеров интенсификация воздухообмена может быть произведена за счет ориентации траншей и съездов в направлении господствующих ветров. При проходке их с поверхности эти выра­ботки могут служить воздухопроводящим каналом.

Активизация воздухообмена в карьерах возможна за счет соз­дания направленных выходящих воздушных тепловых потоков в атмосфере карьеров с помощью группы наклонных тепловых ис­точников, которые имеют небольшие перепады температур с окру­жающей средой. И. П. Резниченко предложена [2] конструкция ус­тановки низкотемпературного электронагрева в виде электронагре­вателей, расположенных на уступах карьера.

25

В качестве источников тепла использованы отработавшие свой ресурс резинотросовые ленты типа РТЛ-2500, которые собра­ны в секцию. Они крепятся на борту анкерами, вбитыми в берму уступа. Стальные тросы лент с помощью силового кабеля подклю­чаются к источнику питания, в качестве которого используется сва­рочный трансформатор ТДС-1000-4 с выходным напряжением под номинальной нагрузкой 35-45 В. Площадь одной секции электро­нагревательного устройства составляет 100 м".

Формирование низкоскоростного течения воздуха осуществ­ляется за счет создания положительного градиента температур 5-12 °С между поверхностями ленточного нагревателя и примыкаю­щими к ним слоями воздуха. Это и способствует интенсификации воздухообмена в карьере.

Следует отметить, что осуществление мероприятий по интен­сификации природных вентиляционных сил в карьерах, как прави­ло, связано с техническими трудностями и дополнительными мате­риальными затратами (особенно на действующих карьерах). В то же время в периоды безветрия рассмотренные способы оказывают­ся неэффективными. В связи с этим глубокие карьеры должны иметь эффективно действующие даже при самых неблагоприятных условиях системы их искусственной вентиляции. Касается это, в первую очередь, нижней части выработанного пространства, в ко­торой наиболее вероятно образование застойных рециркуляцион­ных зон и сосредотачивается основной технический персонал карь­ера. Следует добавить, что в руководящих документах недавнего прошлого (70-х годов XX века) однозначно указывалась необходи­мость искусственной вентиляции карьеров, в частности, при экс­плуатации автомобильного транспорта начиная с глубин всего 70-100 м [9].

Выводы

  1. Анализ факторов, влияющих на состав атмосферы карьеров, показывает, что к числу наиболее значимых относятся метеорологи­ческие и климатические, а также технологические процессы и конфи­гурация открытых горных работ (глубина карьера, форма, размеры в плане и углы откоса).

  2. Определяющими факторами природных вентиляционных сил в карьерах являются энергия ветра и термическая энергия.

  1. При переходе атмосферы карьера к изотермическому состоя­нию турбулентные процессы в ней затухают и вынос примесей из карьера сокращается (или прекращается), а выработанное простран­ство «запирается» задерживающим слоем воздуха. Это наиболее тя­желый, с точки зрения проветривания карьера, случай.

  2. Помимо загазовывания в периоды длительных инверсий, как правило, наблюдается туманообразование и резко снижается види­мость, что приводит к приостановке горных работ.

  3. Для повышения температуры нижних слоев воздуха в сверх- и суперглубоких карьерах возможно использование глубинного тепла

Земли.

  1. К числу наиболее вредно действующих на здоровье людей факторов в карьерах относится пыль, обладающая выраженным ку­мулятивным воздействием, а также альдегиды, оксиды азота и угле­рода.

  2. Особенностью рабочих мест в карьерах (временной среды обитания человека) является то, что вредное воздействие производст­венных факторов усиливается по мере углубления карьеров. Рабочие места технического персонала карьеров могут быть отнесены к классу вредных и опасных условий труда первой и второй степеней.

  3. Для глубоких карьеров чрезвычайно важно создание постоян­но действующих систем искусственной вентиляции рабочих зон, ис­ключающих содержание вредностей в воздухе выше ПДК и обеспе­чивающих хорошую видимость рабочих мест.

9. Повышение интенсивности ветрового проветривания карье­ ров возможно за счет улучшения аэродинамики поверхности карье­ ров: за счет сооружений и отвалов, образующих конфузоры и уско­ ряющих ветровые потоки.

10. Повышение интенсивности естественного (природного) про­ ветривания карьеров возможно также за счет уменьшения зоны ре­ циркуляции и ориентации траншей и съездов в направлении господ­ ствующих ветров.

П. Интенсификация воздухообмена в карьерах возможна и за счет создания восходящих воздушных тепловых потоков посредством установок низкотемпературного электронагрева, располагаемых на уступах карьера.

12. На примере разработки карьера «Удачный» очевиден значи­тельный социально-экономический ущерб по причине отсутствия систем принудительной вентиляции рабочих зон глубоких и сверх­глубоких карьеров.