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

фракции можно назвать частотой или абсолютной ча­ стостью. Частоты, отнесенные к объему совокупности, называются относительными частотами.

Распределение частиц пыли по размерам может быть представлено в виде графиков или таблиц. Однако по ним трудно судить об общих закономер­ ностях распределения частиц при различных техно-

где а и b — функции s; s — степень эмпирической за­ висимости, характеризующая рассеяние частиц по крупности; / — размер пыли в поперечнике;

г) эмпирическая формула А. С. Бурчакова, выра­ жающая распределение частиц пыли по размерам в лавах и забоях подготовительных выработок уголь­ ных шахт,

J al°dl

10

кривых для различных материалов имеется некоторая устойчивость в их форме. Характерно, что «наиболее мелкие фракции измельченных материалов выража­ ются, как правило, несимметричной кривой с одним максимумом. Замеченная исследователями устойчи­ вость формы кривых плотности распределения вызва­ ла многочисленные попытки выразить в аналитической форме закономерности распределения размеров ча­ стиц.

Теоретически закон распределения размеров ча­ стиц, наиболее полно соответствующий действительно­ му положению, обоснован А. Н. Колмогоровым [8].

Логарифмически нормальный закон распределения имеет большие преимущества по сравнению с други­ ми. Как пишет Н. А. Фукс, логарифмически нормаль­ ное распределение — это пока единственное распреде­ ление, которое может быть получено теоретически для систем, образующихся при длительном диспергирова­ нии, Этот закон в природе распространен, по-видимо­ му, гораздо шире, чем до сих пор было известно. Ему подчиняется распределение взвешенных частиц в воз­ духе и воде, частиц породы при дроблении, химичес­ ком осаждении и пр.

Предполагая, что распределение логарифмов разме­ ров частиц не зависит ни от абсолютных размеров частиц исходного материала, ни от применяющихся методов измельчения, закон распределения плотности вероятности по размерам частиц математически пред­

пыли по их линейным размерам; |д.— параметр, харак­ теризующий среднее значение.

11

Доля частиц размером /, l + dl

Выход любой фракции как разность соответствую­ щих ординат легче установить по суммарной кривой распределения, и она менее чувствительна к интерва­ лам крупности отдельных фракций.

Интегральная функция распределения получается интегрированием выражения (1.10) от 0 до / ч

a иJ/T

In Z4 —ц

Функция P(/) отличается от 0 и имеет положитель­ ные значения при Іч>0. Поэтому нижний предел ин­ теграла будет 0. Тогда

12

a УТ

Для построения интегральной кривой £ ( / ) , выра­ жающей долю частиц с размером меньше /ч , из экспе­ риментальных данных находятся численные значения

Возводя в квадрат уравнение (1.14) и решая его совместно с уравнением (1.13), получим

D* (/) = е°2 — 1, М2 (О

откуда

Подставляя в уравнение (1.14) значение а, найдем

Распределение фракций пыли (в долях) в атмос­ фере карьера, установленное экспериментальным пу­ тем при экскаваторной погрузке горной массы и ско­ рости воздушного потока около 1 м/сек, приведено в табл. 2,

13

Доли фракций, представляющие собой отношение количества ныли каждой фракции к общему числу ча­ стиц, получены при большом интервале изменения кон­ центрации пыли.

Исходя из этих данных методом математической статистики определяют математическое ожидание и

Приведенные значения и. показывают, что с увели­ чением высоты точки отбора проб доля более мелких

U

гарифм'ически-нормального распределения размерив частиц, точки опытного распределения одной совокуп­ ности должны ложиться на одной прямой.

Значения £х = 1 п І ч I1. в произвольном мае-

штабе откладываются по оси ординат и на ней про­ ставляются соответствующие вычисленные доли Е(1) = 0,5[1 + erf (Ii)]. а логарифмы размеров пыли на­ носятся по оси абсцисс (рис. 1). Функция Краміпа та­ булирована, ее численные значения берутся из табли­

Затем по формуле (1.12) определяют доли фракции

Е(1).

Нанесение опытных значений £ (/) на интеграль­ ные кривые показывает, что распределение частиц пыли в атмосфере карьера при экскавации горной мас­ сы характеризуется логарифмически нормальным за­ коном распределения с различными значениями и, п а для разных высот.

Глава II

ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН

§ 1. УСТАНОВКИ ДЛЯ СУХОГО ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ ПРИ ШАРОШЕЧНОМ БУРЕНИИ СКВАЖИН

Первые модели шарошечных станков выпускались заводами с пылеуловителями, состоящими из пылеприемного зонта, циклона и вентилятора. Однако эффек­ тивность их работы была весьма низкой, поэтому предприятиями и научно-исследовательскими органи­ зациями было разработано и испытано большое число разнообразных пылеуловителей для разных условий работы станков. При этом улавливание пыли преду­ сматривается в несколько стадий: I) улавливание крупной буровой мелочи; 2) буровой мелочи размером более 1 мм; 3) грубодисперсной пыли; 4) частиц пыли размером менее 10 мкм.

16

Однако выпускаемые пылеуловители сконструи­ рованы без учета больших пределов изменения дис­ персности улавливаемой пыли. Этим объясняется низ­ кая эффективность их работы. Рассмотрим в качестве примера некоторые из пылеуловителей.

Трехстадийный пылеуловитель Ясиноватского заво­ да [10]. Запыленный воздух из скважины поступает в пылеосадительную камеру, где из пылевого потока вы­ падает буровая мелочь, а затем по пылепроводу по­

станка с подветренной стороны составлулі^Эбомп/фю^ѳ'*:F *

бі.Зли-отѳка СО^.Р ЭКЗЕМПЛЯР ЧИТАЛЬНОГО З А Л А .

iü м— ІОЗ мг/ма , что значительно превышает предель­ но допустимую концентрацию. На выбросе в атмос­ феру концентрация пыли достигала 7760 мг/м3 .

Пылеуловитель конструкции Кольского филиала АН СССР (рис. 2) состоит из пылеприемника, пылепровода /, двойного циклона 2, спирального концен-

тратора 3, соединяющего двойной циклон со ступенью тонкой очистки, циклонов малого диаметра 4, 5 и б, соединенных между собой эллиптическим концентра­ тором пыли 7, бункера 8, вентилятора высокого да­ вления и регулирующего устройства.

Запыленный воздух через входной патрубок посту­ пает в наружный циклон двойного циклона 2, где под действием центробежных и гравитационных сил осаж­ даются наиболее крупные частицы пыли и частично тон­ кодисперсная пыль. Затем пылевоздушный поток по­ ступает іво внутренний циклон, предназначенный для улавливания средних и мелких фракций пыли.

18

Обратная конусность циклона позволяет снизить вихреобразование и скорость потока в нижней части циклона, а следовательно, улучшает условия пылеосаждения. Из двойного циклона воздух, содержащий

восновном тонкодисперсные фракции пыли, поступает

вспиральный концентратор 3, в котором под дейст­ вием инерционных центробежных сил воздушный по­

ток разделяется на периферийный с высокой концен­ трацией и 'внутренний с низкой концентрацией пыліп. Внутренний поток через отводящий патрубок 9 на­ правляется в циклон 5, где происходит окончательная очистка. Периферийный поток через отводящий патру­ бок 10 для предварительной очистки проходит циклон 4, затем поступает в концентратор 7, в котором про­ исходит разделение потока по концентрации пыли. Отсюда часть потока с допустимой концентрацией пыли направляется по патрубку 11 в (вентилятор, а часть его с повышенной концентрацией пыли для окончательной очистки поступает в циклон 6. Очищен­ ный в циклонах 5, 6 и концентраторе 7 воздух через вентилятор выбрасывается в атмосферу.

Уловленная циклонами пыль проходит через кони­ ческие ловушки и осаждается в бункерах 8. Наличие конических ловушек в нижней Части циклонов исклю­ чает вынос тонкодисперсной осевшей пыли из бункеров.

Чтобы запыленность воздуха, выбрасываемого аспирационнымп установками в атмосферу, не превы­ шала предельно допустимых норм, предусмотрена воз­ можность регулирования режима работы пылеулавли­ вающей установки путем подсоса чистого воздуха че­ рез регулирующее устройство.

Промышленные испытания опытного образца пыле­ уловителя проводились на карьере «Железный» Ковдорокого ГОКа при бурении пород с 'коэффициентом крепости по шкале проф. M . М. Протодьяконова Зч-5 и / = 7ч-9 шарошечными станками БСВ-ЗЕ и БСШ-1м. Скорость бурения изменялась от 13 до 26 'м/ч. Количество воздуха, просасываемого через си­

стему, составило 0,5 м3/сеік.

При закрытом дросселе, т. е. при отсутствии под* coca, запыленность воздуха, выбрасываемого в атмосферу, достигала 180—200 мг/м3 , при полностью от­ крытом дросселе — 35—40 мг/м3 .

19