Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Аэрология карьеров. Практикум
.pdf
Определение степени ослабления воздушного потока
Таблица 2.1
Закрытость горизонта,
градус
0 0 0
5 0,09 0,1
10 0,18 0,2
15 0,27 0,3
>15 0,30
Рис. 2.1. Орография площадки карьера
Отношение Н1/L
1
Степень ослабления
воздушного потока р
Возникают потоки обратного
направления
1
Географическим положением района определяются его климатические условия, которые характеризуются величинами,
приведенными в табл. 2.2. Необходимо учесть, что при одном и
том же широтном расположении на разных меридианах климатические условия могут отличаться, соответственно определяя
методы и средства поддержания комфортных условий труда, сокращения и предупреждения повышенного содержания примесей в атмосфере.
Метеорологические условия на рабочих местах должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП. Температура,
относительная влажность и скорость движения воздуха регламентируются как на теплый, так и на холодный периоды года,
исходя из категории работы по ее тяжести.
21
Таблица 2.2
Климатические характеристики при различном
широтном расположении
Широта,
градус
90 –36,0 0 –19,0 Холодный
80 –32,2 2,0 –17,2 Холодный
70 –26,9 7,2 –10,4 Холодный
60 –16,4 14,0 –0,6 Холодный
50 –7,7 18,1 5,4 Умеренный
40 4,6 23,9 14,0 Умеренный
30 13,8 26,9 20,4 Жаркий
20 21,3 27,8 25,0 Жаркий
10 25,4 26,1 26,0 Жаркий
Средняя темпера-
тура января, °С
0 25,3 25,3 25,4 Жаркий
Средняя темпе-
ратура июля, °С
Средняя тем-
пература, °С
Климат
Роза ветров (в большинстве языков она называется «Роза компаса») – векторная диаграмма, характеризующая в метеорологии режим ветра в данном месте по многолетним наблюдениям,
выглядит как многоугольник, у которого длины лучей, расходящихся от центра диаграммы в разных направлениях (румбах
горизонта), пропорциональны повторяемости ветров («откуда»
дует ветер). Розу ветров учитывают при строительстве карьеров,
планировке промплощадки, обогатительной фабрики. Роза ветров, построенная по реальным данным наблюдений, позволяет
по длине лучей построенного многоугольника выявить направление господствующего (преобладающего), со стороны которого
чаще всего приходит воздушный поток в данную местность. Не
следует путать понятие «роза ветров», относящееся к геральдике и для обозначения сторон света.
Роза ветров, помимо направления ветра (сколько дней с юга,
юго-востока, севера и т.д. дул ветер), демонстрирует частоту ветров (дискретизированную по определенному признаку – в день,
в месяц, в год), а также силу ветра, продолжительность ветра
(минут в день, минут в час). Могут существовать розы ветров как
для обозначения средних значений, так и для обозначения максимальных значений. Также возможно создание комплексной
розы ветров, на которой будут присутствовать диаграммы двух и
более параметров. Приведенные ниже примеры показывают раз-
22
личные варианты прочтения диаграмм, если к ним отсутствуют
пояснения.
Здесь подразумевается такое же расположение сторон света,
как на компасе. На каждом из лучей отмечена точка, расстояние
от которой до центра являет собой (в масштабе) количество дней
за прошедший месяц (год), когда преобладал ветер данного направления. Точки на лучах соединены между собой и полученный многоугольник выделен ярким цветом (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Восьмилучевая роза ветров для условий Михайлов-
ского ГОКа за 2011 г.
Роза ветров для Михайловского ГОКа построена по данным
метеопрогноза. Данные направления ветра представлены в
табл. 2.4, количество безветренных дней (10) не учитывается.
При построении розы ветров с числовыми значениями (рис. 2.3)
на каждом из лучей длина отрезка дублируется в виде числового
значения, которое описывает количество дней за определенный
период, когда преобладал ветер данного направления. Знаки
на концах отрезков обозначают максимальную скорость ветра.
Число в центре диаграммы характеризует количество безветренных дней. Судя по диаграмме, можно сделать вывод, что период
23
наблюдения составил 365 дней, из которых 10 дней было безветренных, 46 дней преобладал ветер с севера, 55 дней преобладало направление ветра с северо-востока, 82 дня преобладал восточный ветер, 53 дня – юго-восточный ветер, 36 дней – южный
ветер, 20 дней преобладало направление с юго-запада, 45 дней
преобладал западный ветер и 18 дней ветер дул с северо-запада.
Рис. 2.3. Роза ветров с числовыми значениями и дополнитель-
ными отметками для условий Михайловского ГОКа за 2011 г.
Данные розы ветров для условий Михайловского ГОКа за
2011 г. приведены в табл. 2.4 и 2.5 и используются для пояснения к расчетам. Сама роза ветров размещается на чертежах (листах диплома) промплощадки и плане горных работ на карьере.
В основном на рабочих чертежах изображают вариант
розы ветров без численных обозначений (рис. 2.4). Любая из
представленных является правильной. Первый вариант (см.
рис. 2.2) строится с помощью стандартных программных средств
Microsoft Оffice Excel. Данные для составления розы ветров берутся по метеорологическим наблюдениям предприятия или
специализированных метеорологических служб.
24
Рис. 2.4. Роза ветров без числовых значений
для условий Михайловского ГОКа за 2011 г.
Варианты заданий
Задание: составить розу ветров по соответствующему вариан-
ту (табл. 2.3).
Таблица 2.3
Варианты заданий
Число дней в году с определенным направлением ветра
Вариант
С-В В Ю-В Ю Ю-З З С-З С
1 5 12 5 16 11 23 9 19
2 10 8 19 13 10 11 12 17
3 6 4 5 9 18 22 21 15
4 9 23 11 5 3 9 18 22
5 7 5 6 8 18 22 18 16
6 5 4 6 25 23 8 11 18
7 11 8 5 13 23 26 6 8
8 8 10 4 12 19 13 21 13
9 8 9 19 10 3 14 26 11
10 9 7 12 21 17 12 10 12
в % к общему числу дней в году (365)
25
Пример выполнения практической работы
Для г. Железногорска Курской области за 2011 г. были подсчитаны дни с преобладающим направлением ветров по сторонам света, результаты сведены в табл. 2.4 и 2.5. Далее (рис. 2.5),
строится роза ветров: первоначально строятся лучи по сторонам
света; затем отмечаются в масштабе дни с преобладающим ветром; после строится один из трех представленных видов розы
ветров (рис. 2.1–2.3).
Таблица 2.4
Направление ветра (данные за 2011 г.)
Ветер Количество дней
Северный 46
Северо-Восточный 55
Восточный 82
Юго-Восточный 53
Южный 36
Юго-Западный 20
Западный 45
Северо-Западный 18
Средняя скорость ветра по четырем сторонам света
(данные за 2011 г.)
Направление ветра Скорость ветра, м/с
Северный 2,5
Восточный 2,1
Южный 3,1
Западный 3,5
26
Таблица 2.5
Рис. 2.5. Порядок построения розы ветров
27
Контрольные вопросы
1. Что такое «роза ветров»?
2. Опишите виды розы ветров.
3. Что учитывается при проектировании карьеров?
4. Какие метеорологические факторы учитываются при рас-
четах аэрологии карьеров?
5. Приведите нормы ПДК по пыли.
28
Практическая работа 3
РАСЧЕТ СХЕМ ПРОВЕТРИВАНИЯ
КАРЬЕРА ЗА СЧЕТ ЭНЕРГИИ ВЕТРА
Целью практического занятия является формирование у сту-
дентов навыков расчета интенсивности выделения пыли и вредных газов в атмосферу карьера, а также расчета необходимого
количества воздуха при схемах проветривания за счет энергии
ветра.
3.1. Схемы движения воздуха в карьере
за счет энергии ветра
Прямоточная схема проветривания (рис. 3.1) возникает при
скорости воздуха на поверхности выше, чем 0,8…1 м/с и при
угле наклона подветренного борта карьера 15° и менее.
Рис. 3.1. Прямоточная схема проветривания карьера
Поток движущегося над земной поверхностью воздуха достигает точки О и далее расширяется по борту карьера, вследствие
чего скорость его движения уменьшается. Плоскость O–C разграничивает воздушный поток на две части: часть, которая расширилась вниз карьера, и часть воздуха над карьером выше плоскости O–C. Поток воздуха омывает подветренный борт карьера.
29
После встречи с наветренным бортом поток воздуха движется
вдоль него вверх и сужается. Вследствие незначительного угла
откоса подветренного борта карьера (α1 ≤ 15°) не возникает срыва
струи. В карьере распространяется ограниченная струя, границами которой являются борта и дно карьера.
Граница зоны постоянных скоростей над карьером ϕ1, выше которой скорость воздуха равняется скорости его на поверхности (Vв),
составляет с плоскостью горизонта угол α2 ≈ 40°. Таким образом,
между поверхностями карьера (борт, дно) и границей зоны постоянных скоростей ϕ1 происходит изменение скорости движения воздуха от нуля возле твердых поверхностей к Vв на границе ϕ1.
Считается, что прямоточная схема проветривания карьера
является наиболее благоприятной. При такой схеме в карьере не
образуются застойные зоны больших размеров, и вредности интенсивно выносятся из карьера. Однако не исключаются случаи
местного загрязнения атмосферы вблизи источников выделения
вредностей. Общего загрязнения атмосферы карьера, как правило, не происходит. Чем меньше угол откоса борта карьера, тем
лучше вредности выносятся из карьерного пространства. При
увеличении угла откоса воздушный поток расширяется, вследствие чего уменьшается скорость воздуха.
При прямоточной схеме условия проветривания подветренного и наветренного бортов карьера не одинаковы. Подветренный
борт проветривается чистым воздухом, поступающим с поверхности. Наветренный борт проветривается воздухом, частично
омывающим подветренный борт и дно карьера, и, таким образом, содержащим определенное количество вредностей.
Прямоточная схема движения воздуха в карьере характерна
для первой стадии разработки месторождений открытым способом, а также для условий разработки пологих и горизонтальнозалегающих полезных ископаемых.
Для глубоких карьеров в большинстве случаев характерна рециркуляционная схема проветривания.
Рециркуляционная схема проветривания (рис 3.2) возникает
при скорости ветра на поверхности более 0,8…1 м/с и углах откоса подветренного борта карьера α1 > 15° (α1 – угол наклона подветренного борта карьера).
Вследствие резкого изменения направления твердой границы
ветрового потока в точке O (рис. 3.2) и значительных сил инер-
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]