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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

г 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-