СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРА Российский патент 2016 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для интенсификации воздухообмена в карьерном пространстве, очистки воздуха, поступающего в карьерное пространство, и защиты воздушного бассейна от загрязнений, образующихся при ведении горных работ открытым способом.

Известен способ очистки воздуха от пыли, основанный на применении диспергированной воды, частицы которой несут электрические заряды, и добавке в воду пенообразующего вещества [Авт. свид. СССР №328252, опубл. 01.01.1972].

Недостатками известного способа являются использование высоковольтных зарядных установок и слабощелочного пенообразователя и связанная с этим необходимость принятия соответствующих мер безопасности.

Наиболее близким к заявляемому является способ проветривания карьеров путем пропускания потока воздуха через водяную завесу, образованную вдоль границы карьера участками, перекрывающими ветровой поток с наветренной и подветренной сторон [Авт. свид. СССР №589420, опубл. 25.01.1978].

Недостатками известного способа являются риск заноса ветровым потоком в карьерное пространство распыленных водяных частиц и увеличение влажности карьерного воздуха до уровня, превышающего санитарные нормы, создание сопротивления охлажденному воздушному потоку, выносимому из карьерного пространства, водяной завесой, расположенной на наветренном борту карьера.

Цель заявляемого изобретения заключается в интенсификации естественного воздухообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в способе проветривания карьера путем создания водяной завесы участками вдоль границы карьера и обеспечения ее контакта с ветровым потоком, водяную завесу образуют распылением воды из двух трубопроводов - холодной и горячей воды, находящихся под избыточным давлением, при этом трубопровод горячей воды размещают на верхней кромке борта карьера, а трубопровод холодной воды удален от трубопровода горячей воды на 10-15 метров.

В теплый период года водяную завесу формируют путем одновременного распыления холодной воды на подветренном борту карьера из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, и горячей воды из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, на наветренном борту карьера.

На фиг. 1 показан разрез карьера и эпюры скоростей ветрового потока в теплый период года, на фиг. 2 - план карьера и схема включения водяной завесы в теплый период года, где: 1 - карьерное пространство, 2 - верхняя кромка борта карьера, 3 - трубопровод холодной воды, 4 - трубопровод горячей воды, 5 - подветренный борт карьера, 6 - наветренный борт карьера, 7 - направление движения ветровых потоков, 8 - эпюры скоростей ветровых потоков.

Использование двух трубопроводов холодной и горячей воды для создания водяной завесы обусловлено целесообразностью охлаждения воздуха, поступающего в карьерное пространство в теплый период года. Удаление трубопровода холодной воды на расстояние 10-15 метров от трубопровода горячей воды и, соответственно, от верхней кромки борта карьера, обусловлено необходимостью снижения количества влаги, поступающей в карьерное пространство с воздушными вентиляционными потоками. Распыленные водяные капли диаметром 0,5-1,0 мм, скорость витания (осаждения) которых близка к скорости свободного падения, при высоте водяной завесы до 20 метров и средней скорости ветра 3-4 м/с по мере осаждения преодолевают путь в 6-8 метров. Удаление от верхней кромки борта карьера трубопровода холодной воды на расстояние 10-15 метров исключает попадание распыленных капель в карьерное пространство.

Проветривание карьера согласно заявляемому способу осуществляют следующим образом.

В теплый период года на подветренной стороне карьера распыляют холодную воду. Теплый воздух, проходя водяную завесу, охлаждается, его плотность возрастает и увеличивается угол раскрытия свободной струи α, что снижает объем застойной зоны карьерного пространства. Выходящий из карьерного пространства загрязненный воздух проходит через завесу, распыляющую горячую воду на наветренной стороне карьера. При этом воздух, охлажденный водяной завесой на подветренной стороне, нагревается, его плотность падает, что способствует возникновению на наветренной стороне не только горизонтальных ветровых, но и вертикальных конвективных потоков в соответствии со схемой, представленной на фиг. 1. Для распыления холодной и горячей воды в теплый период года трубопроводы задействуют участками, составляющими примерно ¼ периметров трубопроводов холодной и горячей воды в соответствии со схемой, представленной на фиг. 2.

Использование трубопроводов холодной и горячей воды участками, примерно по их периметра, для распыления холодной и горячей воды в теплый период года обусловлено направлением ветровых потоков, поступающих в карьерное пространство и покидающих его, совпадающих с одной из сторон горизонта. Распыление холодной воды на участке, составляющем ~ периметра трубопровода холодной воды и расположенном на подветренной стороне карьера, обеспечивает охлаждение практически всего объема воздуха, поступающего в карьерное пространство в теплый период года. Распыление горячей воды на участке, составляющем ~1/4 периметра трубопровода горячей воды и расположенном на наветренной стороне карьера, обеспечивает нагрев практически всего объема воздуха, выходящего из карьерного пространства.

Преимущества заявляемого способа: увеличение интенсивности естественного проветривания карьера в теплый период года, отсутствие препятствий ведению в карьере технологических операций (взрывные работы, экскавация и транспортировка полезных ископаемых), возможность утилизации воды, удаляемой из карьерного пространства системой водоотлива

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для интенсификации воздухообмена в карьерном пространстве, очистки воздуха, поступающего в карьерное пространство, и защиты воздушного бассейна от загрязнений, образующихся при ведении горных работ открытым способом. Способ проветривания карьера путем создания водяной завесы участками вдоль границы карьера и обеспечения ее контакта с ветровым потоком, в котором водяную завесу образуют распылением воды из двух трубопроводов - холодной и горячей воды, находящихся под избыточным давлением. Трубопровод горячей воды размещают на верхней кромке борта карьера, а трубопровод холодной воды удален от трубопровода горячей воды на 10-15 метров. В теплый период года водяную завесу формируют путем одновременного распыления холодной воды на подветренном борту карьера из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, и горячей воды из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, на наветренном борту карьера. 2 ил.

1. Способ проветривания карьера путем создания водяной завесы участками вдоль границы карьера и обеспечения ее контакта с ветровым потоком, отличающийся тем, что водяную завесу образуют распылением воды из двух трубопроводов - холодной и горячей воды, находящихся под избыточным давлением, при этом трубопровод горячей воды размещают на верхней кромке борта карьера, а трубопровод холодной воды удален от трубопровода горячей воды на 10-15 метров.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в теплый период года водяную завесу формируют путем одновременного распыления холодной воды на подветренном борту карьера из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, и горячей воды из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, на наветренном борту карьера.