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

виях карьеров Криворожского бассейна в основном оседает пыль размером меньше 4 мкм (табл. 8). Ко­ личество пыли размером больше 4 мкм на расстоянии

Несмотря на высокую концентрацию примесей, процесс рассеивания пылегазового облака при суще­ ствующих глубинах карьеров (100—160 м) протекает сравнительно быстро — в течение 5—25 мин. Это можно объяснить тем, что пылегазовое облако, обра­ зующееся при взрыве, поднимается достаточно быстро и попадает в зону прямоточного потока воздуха.

Основная часть пыли из пылегазового облака осаждается в карьере и лишь незначительная часть — на прилегающих к нему участках. В случаях, когда

допустимой концентрации. Поэтому при существую­ щих глубинах карьеров еще нет острой необходимости в искусственном рассеивании пылегазового облака после массовых взрывов. Однако при массовых взры­ вах кроме пыли выделяется большое количество окиси углерода и окислов азота. Несмотря на быстрое рас­ сеивание пылегазового облака, ядовитые газы, остав­ шиеся в отбитой горной массе, долгое время загряз­ няют атмосферу. В условиях карьеров ЦГОКа и

60

массе на глубине 1,5—10 м составляет 4,5%, a N0 2 —

Таким образом, при массовых взрывах процесс рассеивания пылегазового облака является кратко­ временным. Однако из-за длительного выделения га­ зов из отбитой горной массы приходится предусматри­ вать ,меры по снижению образования газов и интенсив­ ному проветриванию отбитой горной массы.

§ 2. МЕРЫ ПО СНИЖЕНИЮ ПЫЛЕГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ МАССОВЫХ ВЗРЫВАХ

Для уменьшения количества образующихся при взрывах ядовитых газов можно предусмотреть ряд мер:

2. Добавка различных нейтрализаторов в забоеч-

61

ный материал. К таким нейтрализаторам относится известь-пушонка и неочищенная соль, обеспечиваю­ щие снижение образования ядовитых газов.

3. Применение внешней водяной забойки. При этом над устьями скважин укладываются емкости из поли­ этилена с водой. Под каждой емкостью помещается до­ полнительный заряд ВВ, взрываемый на несколько миллисекунд раньше основного скважииного заряда.

В условиях ЦГОКа Криворожского бассейна при­ менение внешней водяной забойки позволило снизить

максимальной ветровой активности и предусматрива­ ют применение искусственного проветривания блоков. Газовыделение из отбитой горной массы интенсифи­ цируется с увеличением скорости воздушного потока. Однако при повышенной скорости потока поднимается осевшая пыль и повышается запыленность атмосферы карьера. Поэтому для проветривания забоев после массовых взрывов целесообразно применять установ­

торные установки на шасси автомобиля, перемещаю­ щие до 100—150 тыс. м3 /ч воздуха [40, 41]. Однако применение таких установок из-за малой производи­ тельности при большом объеме подлежащей провет­ риванию отбитой торной массы оказалось неэффек­ тивным.

В дальнейшем для проветривания отбитой горной массы были предложены более мощные установки на базе турбореактивных двигателей ВК-1А и РД-Зм, смонтированные на железнодорожной платформе или на шасси автомашины [37]. Турбулентная струя реак­ тивного двигателя обладает высокой начальной ско­ ростью, достигающей для ВК.-1А 550 м/сек, а для

62

РД-Зм' 500 м/сек, и перемещает большую массу воз­ духа. Проветривание отбитой горной массы осуществ­ ляется 'при этом водовоздушной струей с одновремен­ ным подавлением пыли.

Вентиляторная установка, смонтированная на же­ лезнодорожной двухосной платформе, для 'поворота двигателя в горизонтальной плоскости имеет поворот­ ную площадку, представляющую собой поворотный круг автомобильного крана. К площадке приварена металлическая плита, на которой закреплены стойки для крепления цапф реактивного двигателя. Цапфы двигателя посредством двух планок болтами прикреп­ лены к стойкам. Высота стоек, несущих двигатель, определяется из условия изменения кратковременно допускаемого угла наклона оси двигателя в верти­ кальной плоскости.

Для подъема двигателя на необходимую высоту предусмотрен гидравлический домкрат, прикреплен­ ный к передней части металлической части плиты. В качестве дополнительной точки крепления исполь­ зован нижний крепежный узел подвески двигателя.

Бак с топливом расположен в противоположном конце железнодорожной платформы и соединен с дви­ гателем посредством трубопроводов. Подача горю­ чего в двигатель осуществляется насосом.

Кабина управления закреплена на консольио вы­ ступающих швеллерах, приваренных к металлической плите, и расположена со стороны компрессора дви­ гателя. Она вращается в горизонтальной плоскости вместе с двигателем. Запуск осуществляется от бата­ реи аккумуляторов.

При монтаже реактивной установки на шасси трак­

предусматривать устройство для 'изменения угла по­

При монтаже установки на шасси автомобиля дви­ гатель 3 укрепляют на двутавровой раме 2 (рис. 11). Бак с горючим располагают на прицепе. Для измене­ ния угла установки двигателя в вертикальной плоско-

63

сти используется .механизм подъема кузова 4. Управ­

цистерн емкостью по 60 м3 . Платформы с реактивной установкой и с насосом и гидропоезд транспортиро­ вались в карьере тепловозом.

обеспечивают получение мощной струи потока дально­ бойностью 200—250 м и диаметром более 50 м.

64

Для характеристики основных параметров струн, создаваемой подобными установками, вполне приме­ нима теория свободных турбулентных струй, разрабо­ танная Г. Н. Абрамовичем, так как в создаваемой струе отношение массы воды к массе воздуха по мере удаления от сопла двигателя в результате присоеди­ нения эжектируемого воздуха резко уменьшается.

гии турбулентного воздушного потока, который обла­ дает значительной начальной осевой скоростью. Во­ дяные капли в струе движутся под действием приоб­ ретенной ими кинетической энергии в направлении оси струи, а гравитационная сила стремится переме­ стить их вниз.

Интенсивность орошения водовоздушной струей, создаваемой реактивной вентиляторной установкой, изменяется в зависимости от дальности струи. По данным исследований, проведенных в условиях

теля от 20 до 200 м изменяется от 520 до 30 мкм.

Для реактивной вентиляторной установки реко-

мендуемый расход воды составляет 1,8—5 м3 /мин [37].

ником шума, даже при нормальной работе двигателя, является нерегулярное турбулентное горение, спо­ собное воспроизводить в некоторых случаях резонанс­ ные колебания. Третьим и наиболее мощным источни­ ком шума является реактивная струя, выходящая из сопла со скоростью 500—550 м/сек.

Уровень силы звука измеряется в децибелах и ра­ вен десятикратному логарифму отношения силы рас­ сматриваемого звука к силе звука на пороге слыши­ мости. За порог слышимости принят уровень силы звука, равный Ю - 9 эрг/сек-см2 при частоте 1000 гц.

Сила звука, создаваемого передвижной вентилятор­ ной установкой на базе реактивного двигателя ВК-1, замеренная в кабине механика, при скорости враще­ ния двигателя 8000 и 10 000 об/мин составляет 108 дб

Для снижения уровня шумности нарушают зако­ номерность развития мелкомасштабной турбулентно­ сти в зоне смешения с окружающей средой. Для этого в струю выходящих газов подают воду. По-

66

следняя, обладая большей плотностью, чем газы, на­ рушает закономерность образования мелкомасштаб­ ных вихрей и уменьшает силу звука на 10—20%.

В настоящее время на открытых горных работах для проветривания отбитой горной массы наряду с вентиляторными установками на базе турбореак­ тивных двигателей применяют оросительно-вентиля- торные агрегаты на базе самолетных винтов.

Так, предложена оросительно-вентиляторная уста­ новка на базе самолетного винта диаметром 2,75 м, смонтированная на шасси автомобиля КрАЗ-222 [42]. Приводом служит дизельный двигатель Д-12А мощ­ ностью 300 л. с. Начальный расход воздуха 124 м3 /сек при начальной скорости 21 м/сек.

Испытания установки на Центральном карьере Гораблагодатского рудоуправления показали, что при подаче в струю через четыре форсунки, располо­ женные в ометаемой зоне винта, воды в количестве

При работе установки на расстоянии 100 м от нее ширина водовоздушной струи составляет около 70 м. Независимость работы установки от источников энер­ гии позволяет использовать ее не только для провет­ ривания и орошения отбитой торной массы, но и для проветривания траншей и орошения пылящих поверх­ ностей.

В настоящее время проектируется более мощная оросительно-веитиляционная установка ОВ-3 (рис. 13) на базе самолетного винта 1 диаметром 3,6 м. ОВ-3 монтируется на шасси автосамосвала БелАЗ-540 и имеет емкость для воды 2 объемом 25—27 м3 , гидро­ монитор 3 типа ГМДЦ-2, четыре форсунки 5 и насос 4 для подачи воды в гидромонитор и в форсунки.

Для вращения винта мощность отбирается от трансмиссии .машины. Винт и ограждение винта б с укрепленными на нем форсунками смонтированы на площадке, которая поворачивается в горизонтальной плоскости на 90°.

Гидромонитор имеет угол поворота в горизонталь­ ной плоскости 130° я в вертикальной — вверх 45° и вниз 15°.

3* 67

Проектный начальный расход воздуха составляет 210 м3 /сек, начальная скорость потока в плоскости вращения винта 21 м/сек, расход воздуха по .струе на расстоянии 150 м 4700 м3 /сек,угол расширения струи 23° и потребляемая мощность 320 л. с.

Рис. 13. Ороснтелыю-вентпляцнонная установка OR-3.

быть использованы и для проветривания отбитой гор­ ной массы после взрывов с одновременным ороше­ нием.

§ 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗМЕТЫВАНИЯ ПЫЛИ

Сдувание пыли с поверхностей навала отбитой горной массы, с уступов и отвалов является одним из источников интенсивного запыления атмосферы карьеров.

Процесс сдувания пыли сложен, и его интенсив­ ность зависит от целого ряда факторов: степени дис­ персности и формы пылинок, минералогического и хи­ мическою состава пыли, удельного веса , величины силы сцепления с поверхностью и скорости воздуш-

68