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: 113

Скачиваний: 1

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

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

концентрацию пыли

в шылегазовом

облаке

на

30%

и сократить количество образующихся окислов

азота

в 2 раза. При этом

расход воды

составлял

1—

1,3 дм3 /'М3 горной массы.

 

 

 

 

 

Для интенсификации

процессов

выделения

газов

из отбитой горной массы и рассеивания

пылегазового

облака взрывные работы

приурочивают

к

времени

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

ки,

создающие

свободные

водовоздушные

струи и

обеспечивающие

интенсификацию процесса

газовы­

деления

с одновременны*! подавлением пыли.

 

Для

искусственного проветривания навала гор­

ной

массы были

предложены

передвижные

вентиля­

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

тора двигатель крепится на двух

консольных двутав­

рах, выдвинутых

впереди

трактора и

прикрепленных

к основной его

раме. При

этом

нет

необходимости

предусматривать устройство для 'изменения угла по­

ворота

двигателя в горизонтальной плоскости,

так

как поворот может легко осуществляться самим

трак­

тором.

 

 

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

ление двигателем производится из кабины

автомо­

биля.

 

 

Реактивные установки на шасси автомашин имеют

высокую маневренность при передвижении в

карьере.

Подача воды в струю производится

посредством

труб 1, расположенных по периметру

сопла

двига-

Рпс.

11. Турбореактивная

вентиляторная

установка

на

шасси

 

 

 

автомобиля

 

 

 

 

теля. Длина

их принимается с учетом

выдвижения

по

направлению струи на

1—1,5

м от среза

сопла

двигателя. Диаметр трубы 47 мм. Вода

подастся на­

сосом автозаправщика ТЗ-16.

 

 

 

 

На карьере НК.ГОК при использовании

реактив­

ного

двигателя, смонтированного

на железнодорож­

ной платформе, для обеспечения водой был

применен

специальный

гидропоезд,

состоящий

из платформы

с насосом, имеющим

дизельный

двигатель,

и

трех

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

Для

обеспечения

водой можно

предусмотреть

также

временные водоемы емкостью

100—300 м3 или

прокладку водопровода по борту карьера.

Установки на базе

турбореактивных двигателей

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.

 

Начальный участок по дли­

 

 

 

 

не

струи

обладает

высоким

 

 

 

 

коэффициентом

орошения и

 

 

 

 

большой

 

скоростью

водовоз-

 

 

 

 

душной

смеси. Однако практи­

 

 

 

 

ческий

интерес

представляет

 

 

 

 

основной

участок струи,

отсто­

 

 

 

 

ящий

от

 

сопла

далее

15 м. На

 

 

 

 

этом

участке

скорость

смеси

 

 

 

 

изменяется

от

5 до

1

м/сек.

 

 

 

 

 

Вода,

подаваемая

в

струю

 

 

 

 

реактивного

двигателя,

распы­

 

 

 

 

ляется.

 

Эффективность

пыле-

 

 

 

 

подавления

подобной

струей

Рис. 12.

Удельная

ин­

определяется

 

интенсивностью

тенсивность

орошения

и

коэффициентом

орошения,

отбитой

горной

массы

водовоздуш ной

струей

дисперсностью

водяных

капель

 

 

 

 

и частиц пыли. Дробление во­

 

 

 

 

ды

осуществляется

посредством

кинетической

энер­

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

НКГОКа, интенсивность орошения

при

расходе во­

ды 75 м3 /ч на расстоянии от 50 до 150

м

уменьшается

от 23 до 2,5

кг/м2 сек

(рис. 12).

Дисперсный

состав

распыленной

воды на

расстоянии

от

сопла

двига­

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

Для реактивной вентиляторной установки реко-

3 Зак. ПО

65


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

Основными недостатками

вентиляторных

устано­

вок на базе турбореактивных двигателей

являются,

во-первых,

большой

расход

горючего,

составляющий

для ВК-1А около

2200 кг/ч, а для

РД-Зм

 

около

4000 кг/ч, во-вторых, выделение при их работе

таких

газов, как СО и СОг, особенно при запуске

и

оста­

новке двигателя, и, в-третьих, наличие шума.

 

 

Повышение концентрации СО в СОг в струе

реак­

тивного

двигателя

происходит при неполном

 

сгора­

нии топлива. По данным Унинромеди, в струе

газов

двигателя

содержание СОг составляет 2,48%, а СО —

0,031%.

 

 

 

 

 

 

 

 

Общий

шум, образуемый

при работе

турбореак­

тивных

двигателей,

можно

рассматривать

как

сум­

му трех

источников

шума. Первый

из них — работа

группы

компрессора: турбины, вращающейся

на од­

ной общей

оси с огромной скоростью. Вторым

источ­

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

по данным КГРИ

и соответственно

106 и 105 дб по

данным

СИОТ.

По замерам

КГРИ,

на

расстоянии

15 м от двигателя по ходу струи

сила звука состав­

ляет ПО дб, на

расстоянии

35

м — 105—106 дб,

70 м — 95 дб и 150 м — 72 дб. При этих

замерах пре­

обладали

частоты 4000—5000 гц.

 

 

 

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