Файл: Чулаков П.Ч. Теория и практика обеспыливания атмосферы карьеров.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.07.2024
Просмотров: 82
Скачиваний: 1
П. Ч. Чулаков
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОБЕСПЫЛИВАНИЯ АТМОСФЕРЫ КАРЬЕРОВ
ИЗДАТЕЛЬСТВО « Н Е Д Р А» М о с к в а 1973
УДК 622.807:622.271
4 ЭКЭЕМЛДДО? ' '•
Чулаков П. Ч. Теория и 'практика обеспыливания атмосферы карьеров. М., «Недра», 1973. 160 с.
В книге рассмотрена интенсивность пылеоыделения при различных технологических процессах и изложены наиболее эффективные способы борьбы с пылью при буровых и взрывных работах, экскавации горной массы, а также на карьерных автомобильных дорогах. Рассмотрено распределение пыли на раз личных высотах в атмосфере карьеров. Изложены теоретические оснооы пылеподавления при разных процессах и закономерности срыва пыли с поверхно стей навала горной массы, уступов и т. п.
Книга рассчитана на работников горнорудной промышленности, проектных и научно-исследователь ских институтов.
Таблиц II, иллюстраций 44, библиография — 85 назв.
0373—291043(01)73 452—73
© и з д а т е л ь в т в о „ Н Е Д Р А " . 1973
ВВЕДЕНИЕ
В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971 — 1975 гг. предусматривается дальнейшее развитие до бычи угля открытым способом. Высокие темпы разви тия открытых горных работ стали возможными благо даря применению совершенного высокопроизводи тельного бурового, погрузочного и транспортного обо рудования.
Внедрение высокопроизводительной техники в карьерах позволило резко увеличить производитель ность труда, снизить себестоимость добычи и пере смотреть в сторону увеличения предельную глубину от крытой разработки. Уже сейчас глубина многих крупных карьеров превышает 100—200 м от земной поверхности. Проектная глубина Аксанекого карьера
составляет |
НО м, Зыряновского— 300 м, Коунрадско |
го— 400 |
м, Соколовского — 468 м, Сарбайского — |
630м, Экибастузского — 650 м.
Всвязи со значительным ростом объема горных работ, интенсификацией отработки месторождений и увеличением глубины карьеров возникла весьма слож ная проблема обеспечения нормальных атмосферных условий на открытых разработках.
Содержание газов и пыли в карьерах при наруше нии естественного воздухообмена и отсутствии средств очистки воздуха от загрязнений часто превышает пре дельно допустимые концентрации. Следовательно, обе спечение нормального состава атмосферы на откры тых горных работах является одной из актуальных задач горной науки.
3
Исследованиями состава атмосферы и аэрации карьеров впервые в Советском Союзе начала зани маться в НГД им. А. А. Скочинского, а в последую щие годы — в МНИИ санитарии и гигиены труда им. Ф. Ф. Эрпсмана, ИГД МЧМ СССР, НИИрудвентнляцпп, ВЦНИИОТе, Унипромеди, Ленинградском, Днепропетровском, Московском и Магнитогорском горных, Криворожском горнорудном, Казахском поли техническом и многих других институтах.
•В настоящее время исследования по оздоровлению условий труда на открытых горных работах ведутся по двум основным направлениям: аэрации карьеров и борьбе с пылью и газами в местах их образования.
В данной монографии 'рассматриваются теория и практика борьбы с пылью на открытых горных рабо тах.
Глава I
ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЕ НА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ
§ 1. ИНТЕНСИВНОСТЬ ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
При работе мощного оборудования на карьерах
происходит интенсивное |
выделение пыли, а иногда |
||
и газов. |
|
|
|
Естественный воздухообмен в карьерах определя |
|||
ется |
их геометрическими |
параметрами, |
расположе |
нием |
по отношению « преобладающему |
направлению |
ветров и микроклиматом района. При нарушении есте ственного воздухообмена и отсутствии эффективных способов пылегазоподаівлепня загрязнение атмосферы карьеров, особенно запыленность воздуха на рабочих местах, как правило, превышает предельно допусти мые нормы.
Из технологических процессов, связанных с за грязнением атмосферы, буровые работы, экскавация горной массы, работа бутобоев, внутрикарьерное отвалообразование и другие вспомогательные процессы вызывают в основном .местное загрязнение, а сдувание пыли с террикоииков, отвалов, процессы окисле
ния, работа карьерного транспорта, |
взрывные работы |
|
и пылеобразование |
от ветровой эрозии обусловливают |
|
общее загрязнение |
атмосферы карьеров. |
|
Из вредных газов в карьерах |
обнаруживаются |
альдегиды, окись углерода, окислы азота и углекис лый газ. Эти газы выделяются при работе дизельного оборудования, при окислительных процессах и взрыв-
5
ных работах. Содержание их превышает предельно допустимые концентрации ів основном в местах скопле ния автосамосвалов.
Степень загрязнения атмосферы карьеров опреде ляется интенсивностью выделения пыли и газа при
различных |
технологических |
процессах |
и зависит от |
|
кратности |
воздухообмена, |
климатических условий |
||
района |
и |
эффективности |
работы |
применяемых |
средств |
пылегазоподавления. |
|
||
С точки зрения определения интенсивности пыле- |
||||
выделения |
можно выделить |
источники: |
|
|
1) у которых образующаяся пыль до |
поступления |
ватмосферу транспортируется 'по каналам;
2)при работе которых образующаяся пыль не посредственно поступает в атмосферу и пылевоздушный поток не имеет твердых границ.
К первым источникам относятся буровые стайки, дробильно-сортировочные комплексы и другие уста новки, оборудованные аспнрациопными устройствами для отсоса запыленного воздушного потока. Для опре
деления интенсивности пылевыделенпя при работе этих установок достаточно замерить количество вы брасываемого в атмосферу воздуха и концентрацию пыли при дисперсности не 'более 10 мкм.
К источникам второй группы относятся экскавато ры, буровые машины, автосамосвалы, бульдозеры, отвалы и т. п., которые, в свою очередь, делятся на точечные (эскаваторы, буровые машины и г. п.), ли нейные (карьерные дороги, конвейеры и т. п.) и рав номерно распределенные ^пылеобразоваігае от ветро вой эрозии, от сдува'Ния пыли с террикоников шахт и т. п.). Точечные и линейные источники могут быть не подвижными (экскаваторы, конвейеры) или переме щающимися (бульдозеры, автосамосвалы).
Интенсивность пылевыделения от источника не прерывного действия, оборудованного аспирационными устройствами или пылеуловителями, определяется как
S |
№ |
|
/ = — |
, мг/сек, |
(1.1) |
где N/—запыленность |
п |
|
выбрасываемого в атмосферу |
||
воздуха по результатам |
отдельных |
замеров, мг/м3 ; |
6
Qi — количество выбрасываемого в атмосферу |
возду |
ха, м3 /сек; п — число замеров, устанавливаемое |
исхо |
дя из величины нормированного отклонения, коэффи
циента |
вариации и допустимой ошибки [2]. |
|
|||||
Для |
определения |
интенсивности |
'пылевыделения |
||||
при равновесном |
состоянии |
атмосферы, т. е. при нали |
|||||
чии ветра и вертикальном |
градиенте температуры, не |
||||||
превышающем |
адиабатического, |
В. С. |
Никитиным |
||||
установлены зависимости [3, 4]: |
|
|
|
||||
а) в условиях точечного источника |
непрерывного |
||||||
выделения пыли |
|
|
|
|
|
|
|
|
/ = ~хЩрЫхи, |
мг/сек, |
|
(1.2) |
|||
где k — коэффициент, |
величина |
которого |
зависит от |
схемы проветривания карьера и расположения источ ника пылевыделения относительно поверхности рабо
чей площадки уступа |
(табл. 1); |
х—расстояние |
от |
источника до точки на оси факела |
пылевого потока, в |
||
которой определяется |
концентрация пылиУѴх (в мг/м3 ) |
с учетом запыленное™ фона атмосферы карьера, м; •фгр — безразмерный граничный параметр, величина которого при рециркуляционной и прямоточной схе
мах проветривания |
соответственно |
определяется из |
|||||
зависимостей |
-фг р =0,122 и + 0,22 |
и |
т|)гр |
= 0,045 «+0,22; |
|||
и — скорость |
воздушного потока |
у |
источника |
пыле |
|||
выделения, м/сек; |
|
|
|
|
|
|
|
б) в условиях линейного источника |
интенсивность |
||||||
пылевыделения, приходящаяся |
на единицу его длины, |
||||||
|
/ = -~ |
xtyrpNj.u, |
мг/сек-м; |
(1.3) |
в) в условиях перемещающегося точечного источ ника непрерывного выделения пыли для одного авто самосвала
k'vCPutyf X] {mi — m„)
/ = |
2 |
, мг/сек, |
(1.4) |
NM (&СР + 2*і1>гр)
где k'=0,94 при рециркуляционной и £'=1,44 при прямоточной схеме; и с р — средневзвешенная скорость движения груженых и порожних автосамосвалов, м/сек; Х\ — расстояние от продольной оси дороги до замерной точки, м; Ш\, то — масса пыли, полученная
7
за одинаковый промежуток времени при равных ско ростях просасывания воздуха через фильтры, распо ложенные соответственно с подветренной и наветрен ной стороны автодороги, мг; NM — число груженых іг порожних автосамосвалов, прошедших за время отбо ра проб на запыленность воздуха; Q — скорость про сасывания воздуха через фильтр, м3 /сек; ô c p — сред невзвешенная величина базы различных типов авто самосвалов, прошедших за время отбора проб, м.
Т а б л и ц а 1
|
|
|
Значения k при |
|
|
Источники выделения пылн |
прямо |
рецир |
|
|
куляци |
|||
|
|
|
точной |
онной |
|
|
|
схеме |
|
|
|
|
схеме |
|
|
|
|
|
|
Точечный, |
расположенный |
на поверхности уступа . |
5,66 |
5,66 |
|
|
|
3,02 |
3,63 |
Линейный, |
расположенный |
на поверхности уступа . |
2,66 |
2,97 |
|
|
|
1,33 |
1,47 |
Изучение иылевыделення при различных техноло гических процессах 'показывает, что при шарошечном бурении скважин в зависимости от условии эксплуа тации станков, скорости бурения, эффективности рабо ты применяемых средств пылеулавливания интенсив ность выделения пылн колеблется в широких пределах и при сухих пылеуловителях достигает 60—140 мг/сек на станок, а в случае применения водовоздушноп сме си — 4—6 мг/сек.
Пылевыделеиие при экскавации в зависимости от физико-механических свойств отбитой горной массы, степени ее дробления, влажности и технологического режима погрузки изменяется от 30 до 400 мг/сек.
При транспортировании горной массы автосамо свалами интенсивность выделения пыли на карьерных дорогах зависит от состояния дорожного покрытия, скорости движения автотранспорта, применяемых спо собов пылеподавления и климатических условий. По данным У'нипромеди, на щебеночно-гравнйных доро гах карьеров Урала в зависимости от их состояния вы деляется 620—12000 мг/сек пыли, а на грунтовых доро-