Способ предотвращения запыленности атмосферы карьера
Владельцы патента RU 2622062:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для нормализации атмосферы карьерного пространства и защиты воздушного бассейна от загрязнений, образующихся при ведении горных работ открытым способом. Способ предотвращения запыленности атмосферы карьера включает создание преград на пути движения пылевого облака, его локализацию путем размещения в рабочих зонах карьера укрытия. На наветренном борту карьера, перпендикулярно движению воздушного потока, устанавливают сетку с размером ячеек от 50 до 100 мкм и высотой Н, рассчитываемой по приведенному математическому выражению. Техническим результатом является снижение пылевой нагрузки на атмосферу карьера и района его расположения. 2 ил.
Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для нормализации атмосферы карьерного пространства и защиты воздушного бассейна от загрязнений, образующихся при ведении горных работ открытым способом.
Известен способ снижения уровня запыленности карьерного воздуха путем посадки кустарниковых растений по бортам карьера [Аэрология карьеров: Справочник / П.В. Бересневич, В.А. Михайлов, С.С. Филатов. - М.: Недра, 1990. - 280 с.].
Недостатком способа является сложность его реализации в условиях крутизны бортов, достигающей 80°, и, как правило, отсутствие плодородного слоя на обнаженных поверхностях бортов.
Известен способ снижения запыленности атмосферы карьера путем покрытия обнаженных поверхностей бортов защитным слоем, например связующими растворами или битумом [Никитин Н.З., Битколов B.C. Проветривание карьеров. / М.: Гос. науч.-техн. изд-во литературы по горному делу, 1963. - 252 с.].
Недостатком известного способа является сложность его реализации на крутых бортах, а также необходимость разрушения защитного слоя при подвигании фронта работ в карьере.
Задачей изобретения является нормализация атмосферы карьерного пространства, снижение пылевой нагрузки на атмосферу района расположения карьера, сокращение потерь полезного ископаемого за счет выветривания обнаженных поверхностей карьера.
Достигается это тем, что в способе предотвращения запыленности атмосферы карьера, включающем создание преград на пути движения пылевого облака, его локализацию путем размещения в рабочих зонах карьера укрытия его бортов, согласно техническому решению на наветренном борту карьера, перпендикулярно движению воздушного потока, устанавливают сетку с размером ячеек от 50 до 100 мкм и высотой Н, при условии:
,
где:
L - длина верхнего контура карьера в направлении движения ветровых потоков;
К=1,1÷1,2 - коэффициент запаса высоты сетки относительно точки С соприкосновения нижней границы свободной струи, осуществляющей проветривание карьера, с наветренным бортом карьера,
а угол между нижней границей струи проветривания карьера и линией, соединяющей верхнюю бровку наветренного борта с днищем карьера, определяют из формулы:
γ=180-15-σ,
где: 180 - сумма углов треугольника ОАС, образованного линией верхнего контура карьера, линией нижней границы раскрытия свободной струи, осуществляющей проветривание карьера, и линией, соединяющей верхнюю бровку наветренного борта с днищем карьера.
15 - угол раскрытия свободной струи, осуществляющей проветривание карьера;
σ - угол с вершиной, образованной линией верхнего контура карьера и линией, соединяющей верхнюю бровку наветренного борта с днищем карьера.
Использование сетки в качестве пылеулавливающего органа обосновывается ее способностью задерживать пылевые частицы при фильтрации воздушного потока через волокнистые ячейки, а также возможностью ее быстрой установки и закрепления на верхней кромке борта карьера.
Целесообразность защиты только наветренного борта объясняется направленностью прямых ветровых потоков и их воздействием именно на этот борт, вызывая интенсивное сдувание пыли с обнаженных поверхностей. Подветренные борта карьера находятся в зоне влияния обратных ветровых потоков, интенсивность которых в 3-4 раза ниже, чем прямых. Следовательно, сдувание пыли с подветренных бортов не столь интенсивно, как с наветренных бортов.
Выбор наветренного борта, подлежащего защите, осуществляется исходя из розы ветров конкретного района размещения карьера. Как правило, повторяемость ветров одинаковой направленности в каждом районе составляет от 65 до 80%.
Коэффициент запаса высоты сетки К=1,1÷1,2 обосновывается необходимостью защиты обнаженной поверхности наветренного борта ниже точки соприкосновения нижней границы свободной струи, осуществляющей проветривание карьера, с наветренным бортом карьера. При К<1,1 существует риск сдувания пыли с обнаженной поверхности, расположенной ниже точки соприкосновения нижней границы свободной струи, осуществляющей проветривание карьера, с наветренным бортом карьера. При К>1,2 возрастает расход сетки на защиту обнаженной поверхности, вероятность сдувания пыли с которой практически отсутствует.
Заявляемый способ снижения запыленности атмосферы карьера поясняется графически.
На фиг. 1 изображен вид карьера сверху, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, где: 1 - карьерное пространство; 2 - наветренный борт карьера; 3 - подветренный борт карьера; 4 - боковые поверхности карьера; 5 - сетка; 6 - прямой ветровой поток, осуществляющий проветривание карьера; 7 - обратные ветровые потоки, циркулирующие в карьерном пространстве.
Снижение запыленности атмосферы карьера 1 согласно заявляемому способу осуществляется следующим образом. Пыль, сдуваемая с наветренного борта 2 прямым ветровым потоком 6, улавливается внутренней стороной сетки 5, закрепленной на верхней кромке 8 наветренного борта. Пыль, сдуваемая прямым ветровым потоком 6 с боковых поверхностей 4 карьера и обратными ветровыми потоками 7 с подветренного борта 3, оседает на наружной стороне сетки 5.
Преимущества заявляемого изобретения заключаются в использовании быстро устанавливаемой легко заменяемой сетки и возможности ее многократного использования.
Способ предотвращения запыленности атмосферы карьера, включающий создание преград на пути движения пылевого облака, его локализацию путем размещения в рабочих зонах карьера укрытия его бортов, отличающийся тем, что на наветренном борту карьера, перпендикулярно движению воздушного потока, устанавливают сетку с размером ячеек от 50 до 100 мкм и высотой H, при условии:
где:
L - длина верхнего контура карьера в направлении движения ветровых потоков;
К=1,1÷1,2 - коэффициент запаса высоты сетки относительно точки C соприкосновения нижней границы свободной струи, осуществляющей проветривание карьера, с наветренным бортом карьера,
а угол между нижней границей струи проветривания карьера и линией, соединяющей верхнюю бровку наветренного борта с днищем карьера, определяют из формулы:
γ=180-15-σ,
где: 180 - сумма углов треугольника ОАС, образованного линией верхнего контура карьера, линией нижней границы раскрытия свободной струи, осуществляющей проветривание карьера, и линией, соединяющей верхнюю бровку наветренного борта с днищем карьера.
15 - угол раскрытия свободной струи, осуществляющей проветривание карьера;
σ - угол с вершиной, образованной линией верхнего контура карьера и линией, соединяющей верхнюю бровку наветренного борта с днищем карьера.
