Способ пылеподавления

Авторы патента:

E21F5/20 - отсасывание или осаждение пыли (способы или устройства для промывки буровых скважин E21B 21/00; в процессе производства врубов E21C 35/22)

E21F5/02 - увлажнением или орошением

Владельцы патента RU 2634146:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (RU)

Изобретение относится к охране труда и защите окружающей среды в горной промышленности, в частности к пылеподавлению при отрицательных и умеренно положительных температурах воздуха и пород в горных выработках и карьерах непосредственно у источника пылеобразования, также может быть использовано в строительной индустрии при подавлении пыли от мощных точечных источников пылеобразования. Техническим результатом является повышение надежности подавления мощных источников пылеобразования. Предложен способ пылеподавления, включающий подачу сжатого воздуха в форсунку снегогенератора с последующим направлением снежного факела в пылевое облако. При этом сжатый воздух предварительно разделяют на влажную горячую и сухую холодную части. Причем холодную часть подают в форсунку снегогенератора, образовавшийся снег направляют в верхнюю часть пылевого облака, а горячую часть сжатого воздуха направляют в нижнюю часть пылевого облака непосредственно к источнику пылеобразования. При этом факелы раскрытия горячей воздушной струи и холодной снежной струи не пересекаются. 1 ил.

Известен способ получения диспергированной воды для пылеподавления (патент №2014470, опубл. 15.06.1994 г.), включающий нагрев воды и получение пара, отличающийся тем, что с целью создания стабильного мелкокапельного монодисперсного водяного факела длительного действия и экономии электроэнергии воду, находящуюся под давлением выше атмосферного, нагревают до температуры выше точки ее кипения при атмосферном давлении, после чего выпускают ее в атмосферу и создают взрыв перегретой воды с ее аэрозольным распылением, при этом постоянство параметров факела поддерживают питательным насосом.

Недостатком данного способа пылеподавления является большая энергоемкость и малая эффективность при отрицательных температурах наружного воздуха.

Известен способ пылеподавления (патент №2332572, опубл. 27.08.2008 г.), который характеризуется тем, что связывание и коагуляция пыли осуществляются в воздушном потоке аэрозоля, включающего воздухонаполненные водные (98%) пены высокой кратности, в состав которых входит поверхностно-активное вещество, представленное глицерином (0,2-0,4%), а в качестве стабилизатора - олеиновая кислота (0,8-1,2%) и сода каустическая (0,4-0,6%), а пылеподавление осуществляется выдуванием раствора через сопла форсунки на запыленные поверхности.

Недостатками данного способа пылеподавления являются технологическая сложность, невысокая эффективность при отрицательных температурах наружного воздуха вследствие замерзания наружного слоя пены.

Известен способ борьбы с пылью от точечных источников пылевыделения (авторское свидетельство №1280132, опубл. 30.12.1986 г.), в котором повышение эффективности осаждения пыли достигается путем интенсификации процессов конденсации. Для этого термовлажностную обработку пылевоздушной смеси (ПВС) у источника пылеобразования производят в два этапа. На первом этапе ПВС охлаждают, на втором смешивают охлажденную ПВС с подогретым влажным воздухом, который подают к движущейся охлажденной ПВС со скоростью, определяемой из следующего математического выражения:

где γ₀ - удельный вес воздуха в охлажденном пылевоздушном потоке, кг/м³; γ_х - удельный вес подогретого воздуха, поступающего на обдув охлажденного пылевоздушного облака, кг/м³; I₀ - энтальпия воздуха охлажденного пылевоздушного потока, Дж/кг; I₁ - энтальпия подогретого воздуха, поступающего на обдув охлажденного пылевоздушного облака (потока), Дж/кг; I_k - энтальпия воздуха при наличии конденсации влаги, Дж/кг; ν₀ - скорость движения охлажденного пылевоздушного облака (потока), м/с.

Недостатком данного способа является то, что данный способ подавления пыли эффективен только в достаточно узком диапазоне температур и поэтому требуется постоянная настройка характеристик установки, что приводит к перерасходу энергии.

Известен способ борьбы с пылью от точечных источников пылевыделения с помощью снежного факела (А.П. Бульбашев, Ю.В. Шувалов. «Рациональные технологии освоения месторождений строительных материалов». СПб: Изд-во МАНЭБ, 2000. - 156 с. Стр. 104-106), образованного путем подачи сжатого воздуха и воды в снегогенераторную форсунку.

Недостатком данного способа является его низкая эффективность при умеренных положительных температурах наружного воздуха и недостаточная эффективность при высокой плотности пылевого облака, когда часть пыли проходит сквозь снежный факел.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности подавления мощных источников пылеобразования путем совместного действия двух эффектов подавления пыли: с помощью снега в верхней части пылевого облака и с помощью конденсации влажного воздуха в нижней части пылевого облака непосредственно у источника пылеобразования.

Технический результат достигается тем, что сжатый воздух предварительно разделяют на влажную горячую и сухую холодную части, причем холодную часть подают в форсунку снегогенератора, образовавшийся снег направляют в верхнюю часть пылевого облака, а горячую часть сжатого воздуха направляют в нижнюю часть пылевого облака непосредственно к источнику пылеобразования, при этом факелы раскрытия горячей воздушной струи и холодной снежной струи не пересекаются.

Способ поясняется фиг. 1 - Принципиальная схема реализации способа,

где:

1 - форсунка снегогенератора;

2 - форсунка для подачи влажной части сжатого воздуха;

3 - разделитель (труба Ранка-Хилша);

4 - источник пылеобразования;

5 - пылевое облако;

6 - верхняя часть пылевого облака;

7 - нижняя часть пылевого облака.

Общий расход сжатого воздуха Q_о разделяется в трубе - 3 на холодную Q_х и теплую Q_г части.

Способ пылеподавления реализуется следующим образом. Сжатый воздух предварительно разделяют на горячую и холодную части в вихревой трубе Ранка-Хилша (3), причем холодную часть подают в форсунку (1), а горячую часть сжатого воздуха подают через нижнюю форсунку (2) непосредственно к источнику пылеобразования (4). Форсунки ориентируют таким образом, чтобы снежный факел и факел горячей струи воздуха не пересекались. Подачу искусственного снега, полученного смешиванием сжатого воздуха и воды в форсунке (1), осуществляют в верхнюю часть пылевого облака (5). Горячий увлажненный воздух, подаваемый в нижнюю часть пылевого облака непосредственно к источнику пылеобразования, охлаждается и конденсируется на крупных пылевых частицах, связывает их во влажные конгломераты, оседающие на поверхность земли, а холодный сухой воздух подается в форсунку и позволяет получить качественный искусственный снег (легкие сухие снежинки) даже в условиях высокой относительной влажности воздуха и положительной температуры. В случае если влажность воздуха, подаваемого в разделительную трубу недостаточна, то воздух может быть предварительно увлажнен. Степень увлажнения определяется специальным теплотехническим расчетом.

Отличия способа заключаются в том, что подаваемый в водо-воздушную форсунку для снегообразования сжатый воздух предварительно разделяют с помощью вихревой трубы на две части: горячую увлажненную и холодную сухую. Затем горячую часть подают непосредственно к источнику пылеобразования для связывания крупной фракции пыли за счет эффекта конденсации на ней влаги и последующей коагуляции, а холодную часть воздуха - в водо-воздушную форсунку для образования снежного факела, который направлен в верхнюю часть пылевого облака для осаждения мелкодисперсной пыли. При этом факелы двух струй не пересекаются. Таким образом осуществляется комплексная обработка пылевого облака и обеспечивается подавление как крупной, так и мелкой фракции.

Способ поясняется следующим примером. Имеется точечный источник пылеобразования при температуре воздуха минус 10°C. Для подавления пыли по предложенному способу необходимо подать в разделитель сжатый воздух в объеме 0,001 м³/с. В разделителе воздух разбивается на две части и выходит с температурой холодной струи минус 15°C и расходом 0,0007 м³/с и температурой воздуха плюс 1,6°C и расходом 0,0003 м³/с.Теплый воздух направляем через нижнюю форсунку к источнику пылеобразования, в его нижнюю часть, где он, смешиваясь с холодным наружным воздухом, конденсируется на пылинках и часть из них осаждает. Оставшаяся часть пылевого облака поднимается выше, где ее осаждают с помощью снега, образовавшегося в результате подачи холодной струи в форсунку снегогенератора.

Способ позволяет осуществлять качественное пылеподавление прежде всего за счет того, что он создает автономные параметры атмосферы внутри пылевого облака, которые наиболее эффективно способствуют осаждению пыли различных фракций.

Способ пылеподавления, включающий подачу сжатого воздуха в форсунку снегогенератора с последующим направлением снежного факела в пылевое облако, отличающийся тем, что сжатый воздух предварительно разделяют на влажную горячую и сухую холодную части, причем холодную часть подают в форсунку снегогенератора, образовавшийся снег направляют в верхнюю часть пылевого облака, а горячую часть сжатого воздуха направляют в нижнюю часть пылевого облака непосредственно к источнику пылеобразования, при этом факелы раскрытия горячей воздушной струи и холодной снежной струи не пересекаются.

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 отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям // 2620687

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям. В забое производят отделение потоков газа от взрывоопасной пыли, подготавливают изолированную выработку, изолируя ее от выработанного пространства забоя перемычкой с люк-лазом и выпуклой ударостойкой заслонкой.

Транспортное средство высокой проходимости // 2613751

Изобретение относится к транспортным средствам высокой проходимости с использованием воздушной подушки, например, в карьерах после взрывных работ. Транспортное средство содержит корпус, днище, гибкое ограждение полости воздушной подушки, выполненное по периметру днища корпуса, сопла для подачи сжатого воздуха, всасывающий воздухозаборник нагнетателя воздуха, перепускные трубопроводы, грузовой контейнер.

Приспособление для подавления пыли для тяжелого землеройного оборудования // 2522554

Изобретение относится к устройству для подавления пыли при экскавации грунта. Устройство содержит шасси, стрелу, шарнирно закрепленную на заднем конце шасси, режущий компонент, закрепленный на стреле, кожух, по меньшей мере частично закрывающий режущий компонент, источник вакуума, имеющий флюидную связь с внутренним пространством кожуха и служащий для отсасывания содержащего пыль воздуха из этого пространства, воздухоочиститель для удаления пыли из воздуха, отсасываемого источником вакуума из внутреннего пространства кожуха, противопылевой барьер, который выступает вниз из кожуха, причем указанный противопылевой барьер идет вдоль по меньшей мере участка периметра кожуха, при этом противопылевой барьер имеет конструкцию, проницаемую для обломков, создаваемых за счет режущего компонента, которая обеспечивает постепенное ограничение поступления воздушного потока внутрь через противопылевой барьер, по мере того как противопылевой барьер идет вниз от кожуха.

Автономный комплекс для погашения пыли в очаге горячего пылегазового выброса // 2484253

Изобретение относится к устройству для подавления пыли и может быть использовано в строительстве и горной промышленности при аварийном фонтанировании скважин и пожарах или подземных вулканических выбросах.

Устройство для очистки горных выработок от пыли // 2446284

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для удаления пыли из загрязненных горных выработок. .

Водовоздушный пылеуловитель // 2405113

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим очистку загрязненного воздушного и газового потоков и может быть использовано в энергетической, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности, где есть пыле-золо-газовые выбросы в атмосферу.

Пылеуловитель-промыватель газового потока // 2379519

Изобретение относится к области горного дела и другим отраслям промышленности, предприятия которых используют и получают газовые потоки с последующей их очисткой.

Устройство для обеспыливания катучих конвейеров // 2309255

Изобретение относится к вентиляции, исключающей загрязнение воздуха производственных помещений, и может быть использовано при обеспыливании подвижных разгрузочных устройств сыпучего материала, например катучих конвейеров.

Устройство для обеспыливания воздуха // 2260126

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с пылью при различных производственных процессах посредством эжекции запыленного воздуха и захвата пылевых частиц факелом распыленной жидкости внутри устройства и отделения образующегося при этом шлама.

Профилактическое средство для закрепления эрозионно опасных пылящих поверхностей в условиях низких температур // 2621333

Изобретение относится к производству профилактических средств, которые предназначены для закрепления эрозионно опасных пылящих поверхностей в холодное время года.

Способ термовлажностной обработки угольного массива растворами поверхностно-активных веществ (смачивателями) и устройство его реализующее // 2599116

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения производительности и создания безопасных и комфортных условий труда при подземной и открытой разработке угольного массива.

Установка динамического пылеподавления // 2575372

Изобретение относится преимущественно к горному делу и может быть использовано для подавления пыли, образующейся при дроблении и измельчении горной массы на предприятиях горно-металлургической, угольной, строительной и других отраслей промышленности.

Способ предотвращения воспламенения метановоздушной смеси // 2558068

Изобретение относится к горному делу, а именно к области предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей, и может быть использовано при разработке угольных месторождений подземным способом.

Способ выбора поверхностно-активных веществ при увлажнении каменных углей по коэффициенту проницаемости // 2533562

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке ударо- и выбросоопасных угольных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности горных работ за счет повышения эффективности увлажнения краевых зон угольных пластов.

Способ пылеподавления на открытых угольных складах // 2532939

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам закрепления пылящих поверхностей открытых угольных складов. Техническим результатом является повышение эффективности пылеподавления на пылящих поверхностях.

Способ пылеподавления при взрывных работах на карьерах // 2513731

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам пылеподавления при массовых взрывах скважин на карьерах. Предложенный способ включает этапы, на которых осуществляют заполнение каждой скважины зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и размещение герметичной оболочки с водой на поверхности взрываемого блока вблизи устья каждой скважины.

Способ пылеподавления при взрывных работах // 2511326

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для борьбы с мелкодисперсной пылью при открытой разработке месторождений полезных ископаемых с проведением взрывных работ.

Способ пылеподавления при транспортировке угольной массы // 2485321

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам пылеподавления при транспортировке угольной массы посредством ленточных конвейеров. .

Способ предупреждения и подавления самовозгорания // 2482279

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено в борьбе с эндогенными пожарами. .

Система воздушного потока для горной машины // 2646244

Группа изобретений относится к горным машинам, а именно к системе воздушного потока для врубовой машины. Технический результат заключается в улучшении системы воздушного потока. Врубовая машина включает в себя раму, стрелу, врубовую головку, клапан и исполнительное устройство. Стрела образует верхнюю и нижнюю поверхности, внутреннюю камеру и включает в себя первый конец, присоединенный к раме, второй конец и отверстие, расположенное на нижней поверхности и находящееся в соединении по текучей среде с внутренней камерой. Врубовая головка включает в себя множество зубков и поддерживается на втором конце стрелы. Клапан присоединен к стреле и имеет возможность перемещаться между закрытым положением, в котором отверстие закрыто, и открытым положением, в котором отверстие является, по меньшей мере, частично незакрытым. Исполнительное устройство присоединено к клапану, чтобы избирательно перемещать клапан между закрытым положением и открытым положением. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 7 ил.