Пылеподавляющая установка

 

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность пылеподавления при бурении шпуров в условиях отрицательных температур воздуха и пород за счет теплообменных процессов. Для этого пылеотделитель вьтолнен в виде полой цилиндрической камеры (К) 9, имеющей на выходе закругленную фаску 10 и дополнительную кольцевую полость 13. Полость 13 кольцевой щелью 14 сообщается с полостью К 9, а трубопроводом 16 - с емкостью 18 для жидкости , находящейся под давлением. Сверху на выходе К 9 под углом 43-48 к оси установлен отражатель 19. Кап

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

605 А1

09) (11) (51)4 Е 21 F 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

9 12 10

19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3952545/22-03 (22) 04 ° 07 ° 85 (46) 30.11.86. Бюл. М- 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов (72) В.П. Афанасьев, В.И. Еремеев и В.А. Кучуков (53) 622.807(088.8) (56) Чемезов Е.Н. и др. Образование и подавление пыли на шахтах СевероВостока СССР . Новосибирск: Наука, 1977, с. 94-111.

Кутузов Б.Н. и др. Пневмотранспортные и обеспыливающие системы буровых станков на карьерах. М.:

Недра, 1970. с. 246. рис. 170. (54) ПЫЛЕПОДАВЛЯК)ЩАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность пылеподавления при бурении шпуров в условиях отрицательных температур воздуха и пород за счет теплообменных процессов. Для этого пылеотделитель выполнен в виде полой цилиндрической камеры (К) 9, имеющей на выходе закругленную фаску 10 и дополнительную кольцевую полость

13. Полость 13 кольцевой щелью 14 сообщается с полостью К 9, а трубопроводом 16 — с емкостью 18 для жидкости, находящейся под давлением.

Сверху на выходе К 9 под углом 43-48 Е к оси установлен отражатель 19. Кап1273605 леуловитель 20 сообщен со смеснтельной К .5 эжектора 3 рециркуляционным трубопроводом 22 и патрубком 24, охватывающим сопло 7 эжектора 3. Емкость 18 выполнена из коррозионностойкого материала и снабжена теплоизоляционным покрытием из поролона.

Под действием давления горячий раствор из емкости 18 поступает в полость 13 и из нее со сверхзвуковой скоростью отклоняется в полость К 9. .Горячая диспергированная жидкость

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности, к обеспыливанию при перфораторном бурении шпуров и скважин в вечномерзлых горных породах в тех слу- 5 чаях, когда очистку шпуров (скважин) от буровой мелочи производят продувкой сжатым воздухом.

Цель изобретения — повышение эфо фективности пылеподавления при буре- 1О нии шпуров в условиях отрицательных температур воздуха и пород за счет теплообменных процессов.

На фиг. 1 представлена схема пылеподавляющей установки с перфоратором;15 на фиг. 2 — схема пыпеподавляющей установки, разрез.

Пылеподавляющая установка состоит из герметизатора 1 устья шпура, сообщенного посредством пылепроводного шланга 2 с эжектором 3, который состоит из конфузора 4, смесительной камеры 5, диффузора 6 и сопла 7 со штуцером 8 подвода сжатого воздуха.

Диффузор 6 сообщен с цилиндрической пылеосадочной камерой 9, имеющей на выходе закругленную фаску 10 внутренней поверхности 11, а в корпусе

12 камеры 9 — кольцевую полость 13, которая посредством кольцевой щели 30

14 на закругленной поверхности 15 сообщена с выходной полостью камеры 9 и посредством трубопровода 16 и трубки 17 — с жидкостной емкостью

18. Кольцевая щель 14 наклонена к криволинейной поверхности 15 под yrо лом, близком к прямому (86 — 88 ). полностью перекрывает сечение К 9, интенсивно воздействуя на встречный пылешламовоздушный поток с отрицательной температурой. При этом пылинки нагреваются, воздух интенсивно увлажняется, и пыль коагулирует.

Наличие отражателя 19 и каплеуловителя 20 в комплексе с системой рециркуляции сокращает выброс раствора в окружающую атмосферу и позволяет испольэовать его повторно. 2 з.п. ф-лы, 2 ил, 2

Цилиндрическая пылеосадочная камера 9 имеет также отражатель 19 в виде изогнутой пластины. Причем, если угол . установки отражателя

19 меньше 43, то последний перекрывает рабочую полость пылеосадочной камеры и пылевоздушный поток, встретившись с отражателем 19, вновь возвращается в пылеосадочную камеру 9, шлам и капли раствора осаживаются внутри камеры 9 и, в конце концов, забивают ее полость.

Если же угол с установки отражателя 19 больше 48, то пылевоздушный поток меньше отклоняется вниз.

При этом шлам и капли раствора вместе с пылевоздушным потоком свободно выходят и загрязняют окружающую атмосферу.

Кроме того, цилиндрическая пылеосадочная камера имеет каплеуловитель 20 с предохранительной сеткой

21> сообщенный со смесительной камерой 5 посредством рециркуляционного трубопровода 22, штуцера 23 с патрубком 24, опоясывающей сопло 7 и штуцер 8 подвода сжатого воздуха к нему по трубопроводу 25 от магистрали 26.

Емкость 18 заполнена горячей (30-50 С) жидкостью, выполнена из коррозионно-стойкого материала (полиэтилена) 27, снабжена снаружи слоем теплоизоляции (поролона) 28 и сообщена трубопроводом 29 с трубопроводом

26 сжатого воздуха. з 1273

Установка содержит также перфоратор 30 с пневмоподдержкой 31, буровой штангой 32 и коронкой 33, воздухоподводящий шланг 34 с магистральной масленкой 35, сообщенной с магистралью 36 сжатого воздуха, кран 37 и трубопровод 38.

В качестве пылеподавляющей жидкости применяют водный раствор хлористого натрия или кальция с добавкой 10

0,1Ж поверхностно-активного вещества ДБ, который при правильно выбранной концентрации солей не замерзает при самых низких температурах, наблюдающихся в шахтах, разрабатываю- 15 щих вечномерзлые россыпи. Концентрацию раствора выбирают исходя из температур окружающей среды и сжатого воздуха с таким расчетом, чтобы даже после охлаждения до температуры 20 вмещающих пород и рудничного воздуха не происходило замерзание бурового шлама.

Раствор приготавливают и заливают в емкости (бачки вместимостью 14- 25

18 л) в специально оборудованных помещениях или выработках (камерах тепляках) .

Пылеподавление с применением предлагаемой установки осуществляют сле- щ дующим образом.

Доставляют емкость 18, заполненную горячим (30 — 50 С) незамерзающим раствором, в обуриваемый забой и подсоединяют ее к пылеосадочной камере 9 с помощью трубопровода 16, а также к магистрали 26 с помощью трубопровода 29.

Устанавливают в рабочее положение перфоратор 30 с пневмоподдержкой 31, 40 буровой штангой 32 с коронкой 33.

Подсоединяют к перфоратору 30 воэдухоподводящий шланг 34 с магистральной масленкой 35, сообщенные с магистралью 36 сжатого воздуха. Надевают 44 на буровую штангу 32 с буровой коронкой 33 герметизатор 1 с пыпепроводным шлангом 2, подсоединенным к конфузору 4 эжектора 3 °

Перед началом бурения открывают кран 37. При этом сжатый воздух из магистрали 36 по трубопроводам 38 и

26 поступает по трубопроводу 25 к штуцеру 8 в сопло 7 эжектора 3. Под влиянием давления, создаваемого сжатым воздухом в емкости 18, горячий раствор по трубке 17, трубопроводу

16 поступает в кольцевую полость 13

605 и из нее истекает со сверхзвуковой скоростью, попадая на криволинейную поверхность 15, отклоняется в полость камеры 9, где, встретившись с воздушным потоком, истекающим из диффузора 6 эжектора 3, направляется к отражателю 19. Из него он попадает в каплеуловитель 20 и далее в систему рециркуляции, состоящую из трубопровода 22, штуцера 23, патрубка 24, в котором побудителем тяги является струя сжатого воздуха, истекающая из сопла 7 со сверхзвуковой скоростью в смесительную камеру 5 и создающая в ней большое разрежение.

Благодаря циркуляции в смесительной камере 5, диффузоре 6, пылеосадочной камере 9 горячего раствора, в них создается первичный запас тепла и влаги, которая находится как на внутренних стенках в виде тонкой пленки, так и в виде тумана, заполняющего весь объем диффузора 6 и пылеосадочной камеры 9.

При включении в работу перфоратора

30 одновременно с началом процесса бурения по каналу буровой штанги 32 и отверстиям в коронке 33 на продувку в шпур подается сжатый воздух, который выносит буровую мелочь в герметизатор 1 ° При этом за счет эжектора 3 в герметизаторе 1, пылепроводном шланге 2 создается разрежение, способствующее плотному прижатию герметизатора 1 к устью шпура. Поступивший из шпура в герметизатор 1 запыленный воздух под влиянием резкого снижения скорости движения освобождается от крупных фракций породной пыли. Тонкие фракции вместе с заполненным потоком по пылепроводному шлангу 2 поступают в конфузор 4 и иэ него — в смеситсльную камеру 5, диффузор 6 и пылеосадочную камеру 9, где подвергаются обработке горячим раствором.

Истекающий из кольцевой полости

13 через кольцевую щель 14 со сверхзвуковой скоростью под углом близ ком к прямому 86-88, поток жидкости в диспергированном состоянии попадает на криволинейную поверхность

15, где в соответствии с эффектом

Коанда отклоняется навстречу пылешламовоздушному потоку, поступающему из диффузора 6 эжектора 3. При этом горячая диспергированная жидкость полностью перекрывает поперечное се1? 73605 чение камеры 9, интенсивно воздействуя на встречный пыпешламовоздушный поток. При встрече потока запыленного воздуха, имеющего низкую отрицательную температуру, с диспергированной горячей жидкостью происходят процессы тепломассообмена; нагревание пылинок, подтаивание содержащегося в них льда, интенсивное увлажнение воздуха и коагуляция пыпи. Укрупнен- 10 ные конгломераты пыли вместе с воздухом в виде увлажненного шлама выбрасываются из камеры 9. При этом,,попадая на отражатель 19, шламовоздушный поток отклоняется вниз н из него выпадает шлам и капли раствора, собирающиеся после прохождения через предохранительную сетку 21 в каплеуловителе (О. Оттуда по трубопроводу 22 жидкость за счет рецир- 2п куляции поступает в камеру 5 смешения эжектора 3, обеспечивая влажно-тепловую обработку пыпевоэдушного потока, поступающего от герметизатора 1 по пылепроводному шлангу 2. д

В предлагаемой установке первичная коагуляция пыли происходит в смесительной камере 5, где холодный пылевоздушный поток активно перемешивается с тонко распыленным горячим раствором, поступающим иэ патрубка

24. Далее пыль осаждается как на увлажненных стенках диффузора б и камеры 9, так и на каплях раствора, срываемых с них потоком воздуха при турбулентном движении в сторону кольцевой щели 14.

Наличие в установке отражателя

19 и каплеуловителя 20 в комплексе с системой рециркуляции позволяет сократить выброс раствора в окружающую атмосферу, использовать его повторно для целей пыпеподавления и тем самым снизить общий расход.

Увлажненный шлам, осевший на предохранительную сетку 21, как и крупные фракции буровой мелочи, собравшиеся в герметизаторе 1, выбрасываются на почву выработки, как правило, при переходе к бурению очередного шпура. По окончании. процесса бурения все узлы установки очищаются от бурового шлама и мелочи путем обработки сжатым воздухом и диспергированной горячей жидкостью.

Предлагаемая пылеподавляющая установка обеспечивает эффективное обеспыливание перфораторного бурения шпуров в вечномерзлых горных породах и предотвращает загрязнение рудничной атмосферы тонкодисперсной пылью от сдувания воздухом со стенок выработки.

Формула изобретения

1. Пылеподавляющая установка, включающая пылеотделитель, эжектор, имеющий сопло и смесительную камеру, емкость для жидкости, находящейся под давлением, герметизатор устья ттура и пыпепровод, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности пылеподавления при бурении шпуров в условиях отрицательных температур воздуха и пород за счет теплообменных процессов, пылеотделитель выполнен в виде полой цилиндрической камеры, имеющей на выходе закругленную фаску и дополнительную кольцевую полость, которая с помощью кольцевой щели сообщена с полостью камеры, а с помощью трубопровода — с емкостью для жидкости, при этом цилиндрическая камера снабжена отражателем, установленным на выходе сверху под углом 43-48 к оси, и каплеуловителем, сообщенным с помощью рециркуляционного трубопровода со смесительной камерой эжектора.

2. Установка по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что рециркуля" ционный трубопровод сообщен со смесительной камерой эжектора с помощью патрубка, охватывающего сопло эжектора.

3. Установка по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что емкость для жидкости выполнена из коррозионио-стойкого материала и снабжена теплоизоляционным покрытием из поролона.

1273605

Составитель И. Аллагулов

Техред В.Кадар Корректор Т. Колб

Редактор И. Касарда

Заказ 6406/3 1 Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4