Файл: Чулаков П.Ч. Теория и практика обеспыливания атмосферы карьеров.pdf

за 1 ч, запыленность воздуха в интервалах между об­ работкой дороги раствором ССБ была 4—14 ш[м3.

За период наблюдений среднесуточная темлердтура колебалась от 19 до 25° С. Количество выпавших осадков составило 10 мм.

При обработке раствором ССБ на обочинах дорог образовались твердые корки, которые в течение 1,5— 2 месяцев предотвращали выделение пыли за движу­ щимися машинами.

Как видно из результатов проведенных опытнопромышленных испытаний, эффективность обработки автодорог раствором ССБ низка, так как содержа­ щаяся в нем вода быстро испаряется и твердый оста­ ток независимо от концентрации раствора действует цементирующе.

Для обеспыливания и упрочнения карьерных авто­ дорог были использованы также битумы и их эмульсии.

Битумы — коллоидные системы сложного химиче­ ского состава, состоящие в основном из смеси раз­ личных углеводородов и их неметаллических произ­ водных— кислородных, сернистых и азотистых. Биту­ мы, применяемые в дорожном строительстве, делятся на нефтяные, природные и сланцевые.

Нефтяные битумы в зависимости от технологии производства разделяются на остаточные, окислен­ ные, крекинговые и битумы из отходов селективной очистки масел. В состав битумов входят: масла, смо­ лы, асфальтены, карбены, карбоиды, асфальтогеновые кислоты и ангидриты асфальтогеновых кислот.

Структура природных битумов, их физико-хими­

смолы, которая получается при термическом разло­ жении битуминозных горючих сланцев. В сланцевых битумах содержится больше асфальтенов и смол, чем в нефтяных, и меньше масел; в некоторых сланцевых битумах больше карбенов и карбоидов, чем в неф­ тяных.

При устройстве покрытий и оснований дорог с при­ менением битума используют различные по прочности

95

в том, что они связывают отдельные частицы, при­ дают им гидрофобные свойства и заполняют поры, образующиеся между ними. Однако при температуре воздуха ниже температуры затвердевания битума связывание оседающей пыли не происходит.

В процессе приготовления битумных эмульсий по­ верхностное натяжение на границе раздела битум— вода уменьшают путем применения эмульгаторов, так как при механическом диспергировании в чистой воде битумная эмульсия не образуется вследствие раз­ личия свойств битума и воды. Основные преимуще­ ства битумных эмульсий по сравнению с битумом — возможность обработки.минеральных материалов без подогрева и меньший расход битума. К недостаткам эмульсий относятся: небольшой срок службы дорож­ ных покрытий и возможность вымывания эмульсий из покрытия, если дождь выпадет до окончания их распада.

М. В. Васильев предлагает следующую, технологию обработки дороги битумом. На выровненное скальное

следует отметить, что результаты испытаний, прове­ денных В. А. Пановым, показывают, что при пропитке вяжущим веществом поверхностного покрытия тол­ щиной более 6—7 см поверхность дороги становится волнистой. Поэтому предлагаемая технология обра­ ботки покрытия битумом вряд ли применима на доро­ гах, рассчитанных на движение большегрузных авто­ самосвалов.

Эмульсия битума применима при малой толщине пропитки покрытия автодорог, но не для условий сухого и жаркого климата.

Так, на медном руднике «Сильвер Белл» в США гравийное полотно дороги толщиной 0,9—1 м, с круп-

96

ностыо фракции материала 25—150 мм пропитыва­ лось битумом на глубину б—7 см с нормой расхода 0,8 кг/м2 . Дорога была предназначена для транспор­

На бокситовых карьерах Арканзаса для упрочне­ ния и обеспыливания дорог их покрытия обрабатыва­ лись битумом, содержащим 15% каучуковой эмуль­ сии. Дорога выдерживала непрерывное движение 50-тонных автосамосвалов со скоростью до 48 км/ч,

ипылевыделение после обработки снижалось.

Впоследнее время проводятся эксперименты по снижению запыленности карьерных автодорог при помощи сырой нефти. Нефть обладает хорошими вяжущими свойствами и при обработке ею карьер­ ных автодорог с щебеночным и гравийным покрытием может связывать осевшую пыль.

Промышленные испытания, проведенные на Кургашинканском и Кальмакырском карьерах, показали, что затраты на обеспыливание с использованием сырой нефти в 2,5—3 раза ниже, чем при поливке дороги водой.

Технология обработки состояла в следующем. Гравийное покрытие пропитывалось нефтью на глу­ бину 1—2,5 см. Расход нефти иа первичную обработку составлял 0,6—1 кг/м2 , а на повторную — 0,03— 0,05 кг/м2 . Понижение вязкости достигалось подогре­ вом нефти или добавлением к ней разжижителей — керосина, солярового масла. Разливалась нефть спе­ циальной передвижной установкой, смонтированной ча базе автомашины. В дальнейшем для поддержа­ ния дорог в соответствующем состоянии производи­ лась периодическая их обработка.

Обработанное нефтью дорожное покрытие стано­ вилось более прочным, что позволило увеличить ско­ рость движения на 11% и затраты на ремонт дороги снизить в 3—5 раз.

В настоящее время для подавления пыли на по­ стоянных автодорогах Зыряновского карьера приме­ няется топочный мазут марок М-40 и М-100 со сле­ дующими техническими характеристиками:

Мазут — остаток после отгонки из нефти бензина, лигроина и керосина. Являясь наименее ценной частью нефтепродуктов, мазуты содержат большее количество асфальтосмолистых веществ, серы и вана­ дия, чем исходные нефти, и имеют пониженное содер­ жание водорода и углерода.

К числу важнейших показателей качества мазута относится вязкость, в связи с чем она положена в ос­ нову его маркировки. Вязкость влияет па скорость осаждения механических примесей при хранении, транспортировании и подогреве мазута, а также на полноту отстаивания его от воды. Марка мазута характеризует максимальное значение его условной вязкости при температуре 50° С. В настоящее время топочные мазуты выпускаются трех марок: М-40, М-100, М-200. В зависимости от содержания серы различают три сорта топочного мазута: малосерни­ стый (S<0,5%), сернистый (S = 0,54-2%) и высокосернистый (S = 24-3,5%).

На величину вязкости мазутов влияют различные факторы: температура, давление, предварительная термообработка. С повышением температуры разли­ чие в вязкости маловязких и высоковязких мазутов весьма быстро уменьшается.

Температура вспышки прямогонных мазутов 135— 237° С, высоковязкнх крекинг остатков 185—243° С. Высокая температура вспышки мазута позволяет безопасно использовать его на открытых горных ра­ ботах. Следует отметить, что температура воспламе­ нения мазута значительно выше температуры вспышки и в среднем равна 500—600° С.

Перед обработкой карьерных автодорог топочным мазутом, как и в рассмотренных выше случаях, про-

98

изводится подготовка полотна, заключающаяся в очи­ стке поверхности дороги от пыли и мелочи, ликвида­ ции ям, поливке поверхности дороги водой, создании упора по краям проезжей части покрытия. Затем до­ ставляется щебень крупностью 5—25 мм для образо­ вания покрытия толщиной 4—5 см; после разравни­ вания и распределения щебня равномерным слоем разровненная щебеночная масса поливается водой

3

г

Рис. 21. Изменение запыленности воздуха на автодорогах, обрабо­ танных топочным мазутом

с нормой расхода 1—2 кг/м2 для уплотнения и уда­ ления пылевидных частиц. Затем автогудронатором разливается мазут из расчета 4 дм3 на 1 м2 покрытия. После этого доставляется крупнозернистый или гравелистый песок, который рассыпается пескоразбрасы­ вателем равномерным слоем толщиной 3—5 мм, чтобы избежать прилипания мазута к колесам авто­ машин, и дорога во всей ширине проезжей части ука­ тывается автомашинами. .

рис. 21. При интенсивности движения 60—70 машин за 1 ч время эффективного действия топочного ма­ зута в зависимости от температуры воздуха и коли­

Обработка временных карьерных автодорог вод­ ными растворами хлористого кальция и постоянных

такая обработка более чем в 2 раза дешевле поливки водой.

4* 99