Способ интенсификации воздухообмена в карьере

 

Использование: изобретение относится к горной промышленности и преимущественно может быть использовано для проветривания глубоких карьеров. Сущность изобретения заключается в надежном обеспечении воздухообмена между застойной зоной и поверхностью карьера при любой степени устойчивости его атмосферы. Для достижения поставленной задачи заявляемый способ включает циклические перемещения в воздушном пространстве карьера от его поверхности к застойной зоне и обратно газовмещающей оболочки большого объема, при этом каждый цикл сопровождают размещением внутри оболочки порции свежего воздуха, его замещением в застойной зоне загрязненным воздухом и последующим перемещением порции загрязненного воздуха к поверхности карьера с заменой на свежий.

Изобретение относится к горной промышленности и преимущественно может быть использовано для проветривания глубоких карьеров.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу является способ интенсификации воздухообмена в карьере, включающий циклические перемещения в воздушном пространстве карьера от его поверхности к застойной зоне и обратно газовмещающей оболочки большого объема (см. например, Бойко Ю. С. Грузовые аэростаты для открытых горных разработок. Промышленный транспорт, 1980, N 10, с.17-18). Способ принят за аналог и прототип.

Недостатком известного способа является то, что возмущающее воздействие на карьерную атмосферу, оказываемое движущейся газовмещающей оболочкой большого объема, носит локальный характер и имеет явно недостаточные энергетические показатели для выноса загрязненного воздуха с большой глубины на поверхность, особенно в условиях низкотемпературной инверсии.

Основная задача изобретения заключается в надежном обеспечении воздухообмена между застойной зоной и поверхностью карьера при любой степени устойчивости его атмосферы.

Для достижения поставленной задачи заявляемый способ интенсификации воздухообмена в карьере включает циклические перемещения в воздушном пространстве карьера от его поверхности к застойной зоне и обратно газовмещающей оболочки большого объема, при этом каждый цикл сопровождают размещением внутри оболочки порции свежего воздуха, его замещением в застойной зоне загрязненным воздухом и последующим перемещением порции загрязненного воздуха к поверхности карьера с заменой на свежий.

Заявляемый способ интенсификации воздухообмена в карьере может быть реализован следующим образом.

На нижнем и верхнем горизонтах карьера размещают опорные конструкции с растянутым между ними несущим канатом. Для большей устойчивости канатов может быть несколько. С помощью ползуна или колесной каретки к канату крепят с возможностью свободного перемещения вдоль него воздуховмещающую оболочку. Для полной выполненности газового объема и придания плавучести оболочку снабжают каркасом, выполненным, например, из баллонов, наполненных водородом или гелием.

После монтажа конструкции оболочка, обладающая определенной подъемной силой F и находящаяся в полностью расправленном состоянии на верхнем горизонте, заполнится окружающим свежим воздухом через отверстия в верхней и нижней ее части. Отверстия выполняют большого диаметра с возможностью быстрого их открытия и закрытия. После закрытия отверстий оболочку с воздухом перемещают по канатной магистрали на нижний горизонт. Это перемещение может быть осуществлено посредством размещения на нижней подвеске оболочки груза-балласта весом P > F. В качестве балласта предпочтительнее использовать полезные в технологическом отношении небольшие грузы. Перемещения оболочки можно выполнять и с помощью тягового каната.

По прибытии воздуховмещающей оболочки на нижний горизонт отверстия в ней открывают. Происходит замещение свежего воздуха окружающим загрязненным воздухом за счет разницы их плотностей. Эта разница может быть очень существенной. Так, например, на глубоких карьерах Якутии в период с октября по март наблюдается перепад температур между поверхностью и дном карьера в 20^oC. В особых случаях возможна принудительная продувка оболочки или ее сжатие. После этого отверстия закрывают, снимают балласт и оболочка устремляется вверх по канату под действием собственной подъемной силы F.

На верхнем горизонте аналогичным образом (за счет разницы плотностей) производят замещение загрязненного воздуха свежим, после чего цикл повторяют. При безветренной погоде поднятый загрязненный воздух целесообразно сдувать за пределы карьерной атмосферы с помощью вентиляторной установки.

Форму оболочки принимают чечевице- или сигарообразной, сферообразной и т.д. в зависимости от степени удобства размещения ее вдоль борта карьера.

Более интенсивный воздухообмен обеспечивается при использовании двух и более газовмещающих оболочек (при этом будет усилен и положительный фактор возмущающего воздействия движущихся оболочек на карьерную атмосферу).

Предлагаемый способ допускает его использование в комбинации со многими известными способами искусственного проветривания карьеров.

Применение заявляемого способа позволяет организовать надежный воздухообмен между застойной зоной и поверхностью карьера независимо от степени устойчивости его атмосферы. Например, на карьере глубиной 500 м и объемом 260 млн.м³ при использовании только одной оболочки вместимостью 50 тыс.м³ за сутки можно с минимальными энергозатратами удалить за пределы карьера 12 млн.м³ загрязненного воздуха и подать на нижний горизонт такой же объем свежего воздуха. В результате полная смена общекарьерного объема будет происходить менее чем через 11 суток.

Формула изобретения

Способ интенсификации воздухообмена в карьере, включающий циклические перемещения в воздушном пространстве карьера от его поверхности к застойной зоне и обратно газовмещающей оболочки большого объема, отличающийся тем, что каждый цикл сопровождают размещением внутри оболочки порции свежего воздуха, его замещением в застойной зоне загрязненным воздухом и последующим перемещением порции загрязненного воздуха к поверхности карьера с заменой на свежий.