Способ пылегазоподавления при массовых взрывах в карьерах Советский патент 1988 года по МПК E21F5/02 E21F1/00 

4

ю

ел

со ел

15

; Изобретение относится к области охраны труда на открытых горных работах и защиты окружающей среды и может быть использовано для подавления пыли и вредных газов, выделяющихся при производстве массовых взрывов в карьерах, и предотвраще- ния повторного взметывания осевшей на поверхностях взрываемого блока и прилегаю- : щих рабочих площадках, уступах карьера. ; Целью изобретения является повышение I эффективности и экономичности пылегазопо- Ю I давления.

I На фиг. 1 показано: а - план карьера с приведенными на нем вентиляционной I бермой с размещенными на ней турбовен- |тиляторами I , II и подготовленного к взрыву блока; б - момент предваритель- i ной обработки района массового взрыва ; мелкодисперсной водяной пылью воздушно- водяных струй турбовентиляторов; в - мо- I мент подавления пылегазового облака; на фиг. 2 - графики температурной стратц- 20 I фикации в атмосфере карьера при ис- I пользовании известного (график 1) и пред- I лагаемого (график 2) способов после пред- I варительной обработки воздуха в районе массового взрыва мелкодисперсной водяной пылью воздушно-водяных струй в течение 10--20 мин.

Из графика 1 видно, что при использовании известного способа рассеивания пы- легазового облака температурной инверсии ; не образуется (градиент f 0,01 к/м), I а при использовании предлагаемого способа за счет интенсивного охлаждения воздуха обеспечивается стабилизация температурной инверсии в непрерывно формируемой зоне высотой до 200 м с градиентом у„ 0,015 к/м.

Процесс подавления пылегазового обла- ка по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

На вентиляционной берме 1 (фиг. 1) раснавливается инверсионная температурная стратификация (фиг. 2, кривая 2), выпадающие капли производят смачивание осевщей пыли, предотвращая ее повторное взметывание.

Повышение эффективности процессов по.- давления пылегазового облака осуществляют путем интенсификации охлаждения воздуха на величину 4-6 К и стабилизации инверсии (поддержание отрицательного градиента температуры в слое воздуха высотой до 200 м Y 0,02-0,03 К/м), орошения поверхностей взрываемого блока и прилегающих к нему рабочих площадок и откосов уступов , обработки воздушного пространства района массового взрыва мелкодисперсной водяной пылью воздушно-водяных струй до взрыва за время Т|, непрерывно в момент взрывания и после взрыва в течение времени Т2.

Время работы вентиляторов-оросителей до взрыва определяют исходя из того, что для уменьшения количества взметываемой в момент взрыва пыли как с поверхности взрываемого блока, так и прилегающей к блоку рабочей площадки и откосов уступов карьера, необходимо произвести орошение из 25 расчета 0,01 м воды на 1 м поверхности.

Величину площадки поверхности зоны взрыва определяют как сумму площадей поверхностей, взрываемого блока и прилегающей рабочей площадки шириной 50- 60 м.

Реальные величины площадей поверхностей взрываемых блоков составляют 1500- 10000 м, а с учетом прилегающих поверхностей - 4000-16000 м.

Время работы вентиляторов-оросителей до взрыва определяют по формуле

30

35

Т|

qoh.p . F

n- Кр(1-К„)

полагают генераторы I, II, воздушно-водяных

струй например карьерные турбовентилято- 40 где h- средняя толщина слоя воды на оро- ры. При этом расстояние между соседними вентиляторами L,, 20-25 калибров, а расстояние по вертикали от дна карьера до вентиляционной бермы Ну 20-25 калибров, воздушно-водяным струям 3 придают положительный угол наклона в вертикальной 45 плоскости р 30-45°, что обеспечивает требуемую дальнобойность для увлажнения воздуха над взрываемым блоком 2. Для увеличения обрабатываемой зоны вентиляторы-оросители работают в динамическом режиме с углом поворота ф 60-90°, выбираемом в зависимости от размеров взрываемого блока.

При распространении перемещающихся

50

щаемои поверхности, м; F -орошаемая площадь поверхности, qo - расход воды в воздушно-водяной

струе м /c;

п - количество вентиляторов; К - коэффициент равномерности выпадения осадков на орошаемую поверхность;К-и - коэффициент испарения капель при

орошении.

При обработке зон массовых взрывов с площадями поверхности 4000, 8000, 16000 м соответственно двумя, тремя и четырьмя вентиляторами время их работы составляет 20, 26 и 24 мин.

воздущно-водяных струи в карьерном пространстве происходят выпадение и испарение находящихся в струях капель воды, в результате чего обрабатываемый ими воздух охлаждается и в атмосфере карьера уста5

0

навливается инверсионная температурная стратификация (фиг. 2, кривая 2), выпадающие капли производят смачивание осевщей пыли, предотвращая ее повторное взметывание.

Повышение эффективности процессов по.- давления пылегазового облака осуществляют путем интенсификации охлаждения воздуха на величину 4-6 К и стабилизации инверсии (поддержание отрицательного градиента температуры в слое воздуха высотой до 200 м Y 0,02-0,03 К/м), орошения поверхностей взрываемого блока и прилегающих к нему рабочих площадок и откосов уступов , обработки воздушного пространства района массового взрыва мелкодисперсной водяной пылью воздушно-водяных струй до взрыва за время Т|, непрерывно в момент взрывания и после взрыва в течение времени Т2.

Время работы вентиляторов-оросителей до взрыва определяют исходя из того, что для уменьшения количества взметываемой в момент взрыва пыли как с поверхности взрываемого блока, так и прилегающей к блоку рабочей площадки и откосов уступов карьера, необходимо произвести орошение из 5 расчета 0,01 м воды на 1 м поверхности.

Величину площадки поверхности зоны взрыва определяют как сумму площадей поверхностей, взрываемого блока и прилегающей рабочей площадки шириной 50- 60 м.

Реальные величины площадей поверхностей взрываемых блоков составляют 1500- 10000 м, а с учетом прилегающих поверхностей - 4000-16000 м.

Время работы вентиляторов-оросителей до взрыва определяют по формуле

0

5

Т|

qoh.p . F

n- Кр(1-К„)

40 где h- средняя толщина слоя воды на оро- 45

50

55

щаемои поверхности, м; F -орошаемая площадь поверхности, qo - расход воды в воздушно-водяной

струе м /c;

п - количество вентиляторов; К - коэффициент равномерности выпадения осадков на орошаемую поверхность;К-и - коэффициент испарения капель при

орошении.

При обработке зон массовых взрывов с площадями поверхности 4000, 8000, 16000 м соответственно двумя, тремя и четырьмя вентиляторами время их работы составляет 20, 26 и 24 мин.

После предварительной обработки производят массовый взрыв, в результате которого образуется развал взорванной горной массы 4 (фиг. 1 б) в пылегазовое облако 5. При этом вентиляторы-оросители продолжают работать в том же режиме, что и при предварительной обработке.

Целесообразность непрерывной работы вентиляторов после предварительного смачивания поверхностей взрываемого блока и прилегающих площадок объясняется тем, что остановка и запуск двигателей занимает 5-8 мин, а время взрывания измеряется несколькими секундами.

Время работы вентиляторов-оросителей после взрывания определяют по формуле

Т2

VoCo

Е,„. п(1-Kv)

где Е - коэффициент эффективности взаимодействия капель с частицами воды. Входящие в формулу объем пылегазо- вого облака Vo и концентрации пыли Со зависят от физико-химических свойств руд и пород, технология горных и взрывных работ. Исходные данные по массовым взрывам взяты для объемов взрываемой горной массы 45,2; 223,3 и 137,1 тыс. м с соответствующими им объемами пылегазовых облаков 0,52; 6,25; 10,0 млн.м и концентрацией пыли в облаке соответственно 3300- X10 1500- 10-« и 2300 10 кг/м1

Соответствующее время работы одного, двух и трех вентиляторов с расходами воды 250, 500 и 750 MV4, определенное по формуле, составляет 4,3; 14 и 29 мин. Данные расчеты подтверждаются результатами промышленных экспериментов.

При работе вентиляторов-оросителей после взрывания происходит активное воздействие воздущно-водяных струй на пылегазо- вое облако 5 (связывание витающей пыли и растворимых газов), интенсификация охлаждения и стабилизации температурной инверсии воздуха в районе массового взрыва.

5

0

ся от 480 до 192 м и становится в большинстве случаев меньще глубины карьера. Дальнейщую обработку пылегазового облака и района массового взрыва ведут в пределах непрерывно формирующейся инверсионной зоны.

Формула изобретения

Способ пылегазопрдавления при массовых взрывах в карьерах, включающий орошение воздушно-водяными струями карьерного пространства, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности пылегазоподавления, перед взрывом орошают поверхность взрываемого блока и прилегающих к нему участков поверхности уступа в течении времени Т|, определяемого из математического выражения

h- F (1 -Кч)

п

где hep - средняя толщина слоя воды на орошаемой поверхности, м; F - орошаемая площадь поверхности,

М ; qo - расход воды в воздушно-водяной

струе, .M Vc или кг/с; - количество вентиляторов-оросителей;

коэффициент равномерности выпадения осадков на орошаемую поверхность;

коэффициент испарения капель воды при орощении;

а период времени орошения после взрыва определяют из выражения

КРК«Т9 -

Vo С„

Eqo п (1-Кч)

Изобретение относится к охране труда на открытых горных работах и защите окружающей среды и м.б. использовано для подавления пыли и вредных газов при производстве взрывов в карьерах. Цель - повышение эффективности и экономичности пы- легазоподавления. Способ пылеподавления при массовых взрыва.х в карьерах осуществляют следующим образом. На вентиляционной берме располагают генераторы воздушно-водяных струй и орошают поверхность взрываемого блока и прилегающих к нему участков поверхности уступа. Оро- щение до взрыва производят в течение времени Т|, определяемого из формулы Т| hcpXF/qo п- Кр(1-Ки), где ho,, - средняя толщина слоя воды на .мой поверхности, м; F - орошаемая площадь поверхности, qo - расход воды в воздушно-водяной струе, M Vc или кг/с; п - кол-во вентиляторов-оросителей; Кр - коэффициент равномерности выпадения осадков на оро- щае.мую поверхность; Кц. - коэффициент испарения капель воды при орошении. Период времени орошения после взрыва определяют из выажения: тз Vo Ci)/E,,,y. К п(1 - К.„), где V(i - объе.м запыленного облака, м ; Со - концентрация пыли в объеме, кг/м ; - коэффициент взаимодействия капель воды с частицами пыли. 2 ил. (О (Л

что приводит к уменьшению высоты подъема пылегазового облака. Например, при где Vo - объем пылегазового облака, м

взрывании 96 т ВВ и изменении градиента температуры в слое обрабатываемого воздуха от 0,0098 до - 0,03 К/м высота подъе.ма пылегазового облака уменьшаетСо - концентрация пыли в объеме, кг/м

Е - коэффициент эффективности вза имодействия капель воды с части цами пыли.

Со - концентрация пыли в объеме, кг/м ;

Е - коэффициент эффективности взаимодействия капель воды с частицами пыли.

/ / ////// Фиг.1