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

Результаты испытаний пылеуловителей, оконча­ тельная очистка 'воздуха в которых производится в различных циклонах или мультициклонах, показали низкую эффективность их работы. Поэтому для стан­ ков шарошечного бурения были разработаны пыле­ уловители с применением фнльтроткаией.

Пылеуловитель конструкции Криворожского СевГОКа и НИИметаллургвентиляции [10]. Этот пылеуло­ витель состоит из пылеприемного зонта, циклона, осе­ вого вентилятора «Проходка-500м», рукавных фильт­ ров и бункеров для пыли.

Техническая характеристика пылеуловителя

Для ручной разгрузки пыли из бункеров преду­ смотрены разгрузочные патрубки из фильтровальной ткани.

Испытания пылеуловителя при бурении скважин станками БСШ-1м и БСШ-2м показали, что запылен­ ность воздуха в 2 м от станка составляла 100 мг/м3 , а в 5 м от станка — 40—50 мг/м3 .

20

нитных встряхивателей, выполненных на основе элек­ тромагнитных тормозов КМТ-ЗА, или механических встряхивателей кулачкового типа.

Испытания пылеуловителя проводились на станках

40 адт/м3. Однако вследствие неудовлетворительной ре­ гулировки просасываемого через ткань воздуха по­ верхность ткапчі оравнптелыго быстро изнашивается и запыленность воздуха на выходе из вентилятора по­ вышается до 60—80 мг/м3 .

Пылеуловитель ПУ-4 с пылеосадительной камерой,

раметры рукавных фильтров в пылеуловителе ПУ-4

менен центробежный отсасыватель. Он состоит из те­ лескопического заборного патрубка, укрепленного на нижней крышке корпуса. Рабочее колесо смонтиро­ вано внутри корпуса на трубчатом валу. Вал установ­ лен в сдвоенных конических подшипниках.

ЦОБМ монтируется под рамой станка так, чтобы буровой став и шпиндель вращателя проходили внут­

21

работе ЦОБМ запыленный воздух и буровая мелочь засасываются из скважины в осевом направлении и выбрасываются в радиальном через нагнетательный патрубок, из которого попадают в пылсосадптельиуіо камеру. Далее запыленный воздух просасывается че­ рез рукавные фильтры. Вентилятор выбрасывает очи­ щенный воздух в атмосферу.

Для уменьшения абразивного износа рабочего ко­ леса и улитки ЦОБМ они изготовляются из 'износо­ устойчивых сталей, предназначенных для изготовления лопаток пылевых вентиляторов. Кроме того, рабочее колесо съемное, а корпус ЦОБМ защищен съемной броней, что облегчает их замену в случае износа.

Пылеуловитель ПУ-4 был смонтирован на шаро­ шечном станке БСВ-1Е и испытан в условиях Докучаевского флюсо-доломнтиого комбината. При работе пылеуловителя запыленность воздуха составляла па выходе из вентилятора 42 мг/м3 .

Пылеуловитель ЗПУ-3 с многопоточным циклоном

и тканевыми фильтрами Зыряновского свинцового комбината. В этом пылеуловителе наиболее крупные фракции продуктов разрушения оседают под зонтом, средние фракции буровой мелочи — в циклоне, круп­ ные частицы пыли— в многопоточнрм циклоне диамет­ ром 800 мм и мелкие частицы — в 36 тканевых филь­ трах общей площадью 20 м2 , установленных соосно над многопоточным циклоном. Тканевые фильтры, рабо­ тающие в режиме нагнетания, очищаются механичес­ ким встряхивателем, производящим 30 встряхиваний в

минуту. При испытании пылеуловителя на станках

БСІІЫ и БСШ-2м запыленность воздуха в кабинах

22

машиниста ne превышала предельно допустимой кон­ центрации.

Пылеуловитель 2ПУ с рукавными фильтрами кон­

струкции Гипроуглеавтоматизации для станков

2-СБШ-200 (рис. 3) • {12]. Установка отличается от других пылеуловителей с рукавными фильтрами нали-

Рнс. 3. Пылеуловитель 2ПУ конструкции Гипроуглеавтоматизации

чием эжекционного устройства 9, работающего от ком­ прессора 7 производительностью 1 м3 / мин. Продукты разрушения, выдуваемые из скважины, отбрасываются эжектором на 1—1,3 м. При этом крупные и средние фракции буровой мелочи осаждаются в пылеосадительной камере /, а пылевоздушный поток, проходя через циклон 2 и рукавные фильтры 5, очищается от мелких фракций пыли и выбрасывается вентилятором 6 в атмосферу.

Для нормальной работы установки после бурения 3—6 м скважины при помощи пневматического устрой­ ства 3 производится встряхивание фильтра. Пыль из рукавов во время встряхивания выпадает в бункер 5.

Скорость фильтрации воздуха, очищаемого в ру­ кавных фильтрах, регулируется задвижкой 4.

Пылеуловители для шарошечных станков, состоя­ щие из пылепрнемного зонта, циклона и рукавных

23

фильтров, были разработаны также и испытаны Сибцветшштіроектом [10], Криворожским филиалом ИГД им. M . М. Федорова [10], Учалинскнм [13], СоколовскоСарбайским горнообогатнтельньши комбинатами [10]

идругими организациями.

Кнедостаткам применения рукавных фильтров в пылеуловителях станков шарошечного бурения отпо-

Рис. 4. Пылеуловитель конструкции Средазпипроцветмета

сятся: слабая защищенность их от атмосферных осад­ ков, низкая эффективность работы при повышенной скорости фильтрации, ограниченная скорость очистки и незначительный срок службы, составляющий 2— 6 месяцев, особенно при очистке увлажненного возду­ ха. Регенерация рукавных фильтров сложна и малоэф­ фективна. Поэтому были разработаны и испытаны пы­ леуловители, в которых на последней стадии очистки используется вода. К ним относятся пылеуловители конструкции Средазнипроціветмета и Казахского поли­ технического института им. В. И. Ленина (КазПТИ).

Пылеуловитель конструкции Средазнипроцветмета

24

Удаляемые сжатым воздухом из скважины буро­ вая пыль через пылеприемиик поступает в циклон 3, а затем в батарейный циклон 4 грубой очистки. Да­ лее, воздух с содержанием.мелких ' фракций, пыли направляется в гидроосадитель. Последний' представ.- ляет собой металлический сосуд, нижняя часть кото­ рого заполнена водой. Очищенный воздух из гидроосаднтеля выбрасывается 'в атмосферу.

Техническая характеристика пылеуловителя

По данным пылевой лаборатории рудника «Аксай», средняя запыленность на выходе из пылеуловителя со­ ставляет 70—150 мг/м3 , а на расстоянии 10 м от стан­ ка — 9,8 мг/м3 .

нов с обратными конусами 9, воздуховода 8, вентиля­ тора ВВД-8 (7), трубы Веитури 5, воздухораспреде­ лителя 4, двух циклонов-каплеуловителей с обратны­ ми конусами 3, емкости 2 и насоса НП-1 или НП-2 (/), шланга для подвода воды 6 и бункеров оседания.

Выдуваемые из скважины сжатым воздухом про­ дукты разрушения поступают в пылепрнемный зонт, где из потока 'выпадают крупные фракции буровой ме­ лочи. Затем пылѳвоздушный поток по пылепроводу сечением 0,2X0,2 м2 попадает в камеру перепада да­ влений, где в результате превращения кинетической энергии динамического давления в потенциальную происходит оседание пылевых частиц в основном раз­ мером более 100 мтсм. Далее пылевоздушный поток

25

через коллектор поступает в циклоны с обратными конусами, работающие на разрежение. Циклоны обе­ спечены индивидуальными бункерами.

Воздушный поток, очищенный от грубодисперсной

Рис. 5. Пылеуловитель конструкции КазПТИ

сами. Одновременно в трубу Вентури подается насо­ сом из емкости через форсунки оборотная вода. В ре­ зультате соударения частиц пыли с каплями воды происходит их смачивание. Смоченные и соответствен­ но утяжеленные частицы пыли вместе с распыленной водой улавливаются в цнклопах-каплеулоштелях. Очищенный воздух выбрасывается в атмосферу.

Очистка емкости от осевшего шлама и замена за­ грязненной воды производятся ежесменно. Для зим­ них условий предусмотрен электрический обогрев воды.

Опытно-промышленные испытания пылеуловителя

26

конструкции КазПТИ проведены на Аксайском карье­ ре при бурении скважин станками БСШ-2м и 2СБШ-200.

Бурение скважин производилось в породах и рудах крепостью от 7 до 12 по шкале проф. M . М. Протодьяконова со скоростью до 50—60 м в смену. За период опытно-промышленного испытания пылеуловителя на Аксайском карьере в различных породах было пробу­ рено 11 078 м скважин диаметром 190 мм.

Замеры показали' (табл. 4), что средняя запылен­ ность воздуха в кабине машиниста и на расстоянии 5 и 10 м от станка не превышает предельно допустимой концентрации.

Т а б л и ц а 4

Средняя концентрация пыли в воздухе, выбрасы­ ваемом в атмосферу (на выходе из пылеуловителя), почти в 2 раза меньше допустимых для промышлен­ ных предприятий норм (Н-101-54).

Пропускная способность пылеуловителя 50— 60 м3 /мпн.

л

При температуре ниже — 15° С вместо воды можно использовать дизельное топливо.

Таким образом, опыт показывает, что при шарошеч­ ном бурении лучшие результаты очистки воздуха дости­ гаются при применении трех- и четырехстадийных пы­ леуловителей. Это объясняется тем, что фракционный состав продуктов разрушения и концентрация пыли в

27

очищаемом воздухе в зависимости от физико-механи­ ческих свойств буримых пород и руд изменяются в ши­ роких пределах.

§ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ

При шарошечном бурении скважин крупные фрак­ ции буровой мелочи, выдуваемой из скважин, осажда­ ются в пылепрпемном зонте в результате резкого снижения их кинетической энергии движения. Круп­ ность осаждаемой буровой мелочи зависит от разме­ ров пылеприемного зонта. Последний служит также

наибольшей массы продуктов разрушения в единицу

где dcp — средний диаметр оградительного конуса, м. При р ч =2600 кг/м3 ; И = 0,25 м; /г=1,5;

= 0,235 м, диаметре скважины £>Ск = 0,2 м п скорости бурения г>бур=0,3 м/мпн количество разрушаемой по­ роды в 1 мин

jtD2

G = w6 y p p, —^- = 0,3 • 2600 • 0,785 • 0,04 = 24,495 кг/мин.

при т = 1 5 мин

Таким образом, в процессе бурения удаление осев­ шей буровой мелочи из пылеприемного зонта при его

28

Среднем диаметре 1 —1,14 м производится за 15—

20мин.

Впылеуловителе конструкции б. МИРГЭМ (МГИ) вместо пылеприемного зонта предусмотрен центро­ бежный отсасыватель, предназначенный для направ­ ления пылевоздушного потока в пылеосадптельную ка • меру. Пылеуловитель 2ПУ конструкции Гипроуглеавтоматизации вместо пылеприемного зонта снабжен эжекционным отсасывателем буровой мелочи для на­ правления ее от устья свдважины в пылеосадптельную камеру. Однако и ЦОБМ, и эжекционный отсасыва­ тель не получили широкого применения.

Чтобы буровая мелочь не высыпалась обратно в скважину, под зонтом над устьем скважины устанав­ ливается оградительный конус. Зазор между конусом и зонтом должен обеспечить размещение осаждаемой буровой мелочи.

Оградительный конус изготовляется высотой 250— 300 мм и с диаметром на входе, равным диаметру скважины. Для устойчивости конус приваривается к металлическому кругу, толщина которого составляет 5 мм, а диаметр соответствует диаметру зонта.

Скорость витания шарообразных частиц пыли ѵ, при которой обеспечивается перемещение продуктов разрушения от забоя скважины по кольцевому зазору до пылеприемного зонта и в дальнейшем по пылепроводу до следующей стадии пылеулавливания, опреде­ ляется по формуле [15]

где g — ускорение силы тяжести, м/сек2 ; d4— диаметр частицы, м; рч —плотность частицы, кг/м3 ; р — плот­ ность воздуха, кг/м3 ; с — коэффициент сопротивления; dn — диаметр пылепровода, м.

Изменение величины с в зависимости от - ^ - да-

ется в работе В. А. Успенского. Однако рекомендуе­

мая формула п р и - ^ - < 0,17дает завышенное значение

с. Поэтому для вычисления коэффициентов сопротив-

29