Способ закрепления пылящей поверхности грунта Советский патент 1989 года по МПК E21F5/02 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при борьбе с пылением на хвос- тохранилищах, шламохранилии1ах и дру- гих объектах, сложенных из рыхпых

-несвязанных грунтов.

Цель изобретения - повьш1ение надежности закрепления пылящей поверхности грунтового массива за счет само- экранирования пылящего грунта.

Сущность способа заключается в том, что пылящая поверхность грунта закрепляется частицами этого же грунта без привнесения в верхний слой.постоян- .ных закрепляющих веществ (химических закрепителей или привозного гравия). Закрепление происходит в результате сепарации извлеченных частиц на две компоненты (пылящую и непылящую) и . укладки их в различные слои двухслойного защитного покрова. В нижний . слой укладывают орошенные пылящие частицы с временным эффектом, закрепления, а на этот слой укладывают (осажда5

,3152025

K)tJ второй слой непылящих частиц с постоянным эффектом закрепления. .В от- пичие от известного способа осуществляется полная .1 изоляция пыляпщх частиц, причем только непылящими частицами самого грунта, т.е. проявляется эффект самоэкранирования, дающий большую надежность и долговечность sanpjTHoro покрова.Q

Согласно известному способу эффект экранирования не достигается без использования посторонних химических закрепляющих веществ, вносимых в верхний слой, В предлагаемом способе ниж- 5 кий слой орошенных уастиц подавляет пыление поверхности исходного рыхлого несвязного грунта в течение времени действия закрепляющего эффекта сзмачи- вающей жидкости, а верхний слой изоли- д рует все пылящие частицы (и исходного грунта и нижнего слоя) от разрушающего влияния окружающей среды и тем саым полностью устраняет пыление как исходного грунта, так и закрепленной 5 пылящей компоненты после прекращения закрепляющего действия смачивающей идкости. В известном способе нижележащий слой частиц непьшящей компоненты только защищает поверхность исход- п ного грунта, ко не влияет на прочность ежащего в нек закрепленного слоя частиц пылящей компоненты.

Предлагаемый способ снижает требоания к долговечности закрепляющей жидкости. Функция закрепляющей жидкос- ти в предлагаемом способе ограничивается кратковременным связыванием частиц гылящей компоненты.После пригрузки закрепленного слоя слоем частиц непылящей компоненты действие закреп

ляющей жидкости становится необяза-г тельным для целей пылеподавления. Поэтому возможно использование жидкостей, дающих только временный эффект закрепления. Примером такой жидкости является вода. Кратковременность ее эффекта закрепления обусловлена испарением или фильтрацией в подстилающие сдои, при этом пылящая компонента возврап|ается к своему исходному состоянию с сохранением всех физико- .механическиХ свойств.

Важным преимуществом предлагаемого способа является сохранение, физико-механических свойств защитного пок рова, например фильтрационных, близ- ких к свойствам закрепляемого грунта, в структуру поверхностного слоя кото-

4

5

Q

5д 5 п

40

. 55;

рого при закреплении вносятся минимальные (из возможных) искажения, приводящие к устранению пыления, но в то же время не изменяющие заметно свойства этого поверхностного слоя, а лишь незначительно дифференцирующие их в соответствии с появлением двух слоев части грунта. Надежность и дол- .говечность предлагаемого закрепления основывается на том, что классификация исходного грунта на компоненты скорости витания происходит в потоках воздуха, моделирующих реальное ветровое воздействие в данной местности, .поэтому долговечность верхнего защитного слоя практически не ограничена. Надежность закрепления легко может быть обеспечена с любой необходимой степенью, поскольку является управляемой величиной и зависит только от толщины верхнего непылящего слоя. .

На чертеже показана фаза закрепления грунта и схема устройства для осуществления способа, продольный разрез.

Способ закрепления пылящей поверхности осуществляют устройством, содержащим транспортное средство 1, кото- ров может быть выполнено, например, в виде буксируемой колесной тележки или аппарата на воздушной подзпяке, и т.п. На платформе 2 транспортного средства 1 смонтированы конвейерная система 3 извлечения и транспортировки грунта 4 из поверхностного слоя, воздушный . компрессор 5. с воздуховодом 6, бак 7 для смачивающей жидкости 8 с системой ее подачи (не показана) к распыляющим форсункам 9. По бокам и сзади платформа 2 снабжена эластичной юбкой 10 и образует вместе с ней рабочую камеру 11, в которой происходит процесс закрепления грунта. В передней части боковых стенок платформы 2 имеются окна 12 для выхода в окружающую среду очищенного от пыли воздуха 13. В зоне 14 разделения ступенчато расположены горизонтальные пластины 15.

При движении устройства грунт 4 извлекается из поверхностного слоя грунта 4 извлекается и подается транспортером 3 в зону 14 разделения. В .эту же зону 14 от компрессора 5 по воздуховоду 6 вдоль закрепляемой поверхности подается сжатый воздух 16. Расход воздуха подбирается таким образом, чтобы средняя скорость движения воздушного потока 16 в рабочей камере 11 относительно устройства

515

равнялась скорости ветра в данной местности. В зоне 14 происходит гравитационная классификация исходного грунта 4 по скорости витания на пылящую и непылящую компоненты. Пластины 15 повьшают эффективность этого процесса. Непылящая компонента, состоящая из более тяжелых частиц, осаждается на повержность нижележа- щего слоя, образуя слой 17. Частицы пылящей компоненты пылеврздушным потоком 18 выносятся в зону 19 орошения, где через форсунки 9 орошаются смачивающей жидкостью 8. Под воздей- ствием смачивающей жидкости 8 пылящие частицы осаждаются на поверхность исходного грунта 4, образуя слой 20. Очищенный от пыли воздух 13 выносйт в окружающую среду через ок- на 12. Поскольку в процессе движения устройства формирование слоя 20 предшествует формированию слоя 17, то слой 20, состоящий из частиц пылящей компоненты, оказывается погребенным под слоем 17, состоящим из частиц непылящей компоненты, т.е. фактически происходит полная изоляция пылящей компоненты и надежное и долговечное обеспыливание поверхности закрепляе- МОго грунта.

Пример. Закрепляемый материал - хвосты горнообогатительного комбината со средневзвешенным диаметром частиц 0,23 мм и содержанием частиц крупностью менее. 0,1 , Транспортное средство устройства для пыле- подавления выполнено в виде колесной тележки, буксируемой трактором. Скорость движения 5 км/ч. Габариты ра- бочей камеры 4000 х 3000 х 800- мм. Ширина полосы закрепляемого грунта 3 м. Глубина закрепления 0,2 м. От компрессора подается сжатый воздух под давлением 0,3 Ша с общим расхо- дом 0,1 MVc. Средняя скорость истечения воздуха из выходного окна в передней части рабочей камеры состав- ляет 5 м/с. В качестве смачивающей жидкости используется техническая вода. За 1 ч работы устройство закрепляет площадь около 0,015 км .

Использование предлагаемого способа позволяет более надежно, долговечно, а также с меньшими затратами и экологически чище закреплять пыля- щую поверхность рыхлого несвязного грунта.

5 о

л , п

5

1 .6

После закрепления пылящие компоненты грунта полностью защищены слоем непылящих частиц от воздействия солнечной радиации, ветра, сосредоточенных механических нагрузок, что позволяет использовать для закрепления пылящей компоненты смач1шающие жидкости, утрачивающие свои закрепляющие, свойства под воздействием указанных факторов, а также жидкости, даю-г щие только временный эффект закрепления, в частности просто воду. В последнем случае, кроме значительно- ,го удешевления закрепления, полностью устраняется.загрязнение окружающей среды вредными веществами.

Защитный слой из частиц Нёгашящей компоненты и нижележащий слой закрепленных водой частиц пылящей компоненты сохраняют практически неизменными все присущие им физико-механические свойства, в частности фильтрационные .

Защитный слой состоит из несвязных частиц, поэтому при неравномерных осадках поверхности намытого грунта, имеющих место в процессе консолидации, в защитном слое не образуются трещины, приводя1чие к частичной утрате его защитной функции.

Важные преимутцества дает использование способа при поярусном намыве сооружений, когда пылезащитные мероприятия проводятся на каждом ярусе намыва. В этом случае в зависимости от гранулометрического состава исходного грунта при использовании смачивающих жидкостей с различными закреп-. ляющими эффектами можно управлять свойствами двухслойного защитного покрова. В настНости. при на закрепленный грунт его верхний слой, сложенный из более крупных частиц, может выполнять роль дренирующей прослойки, при этом меняется гидравлический режим намыва и за счет более быстрой водоотдачи возрастает интенсивность намыва и консолидации отложе- ний. Ниякяежащий слой .пылевых частиц может эффективно выполнять функцию снижения инфильтрации в/тело сооружения с поверхностью карты памыва. В то же время он, оставаясь частично проницаемым для влаги, исключает образование в намытом слое грунта водо- . насыщенных зон, снижаюрдах устойчивость сооружения.

7152

Формула изобретения

Способ закрепления пылящей поверхности грунта, включающий извлечение частиц из поверхностного слоя исход- ного грунтового массива, транспортировку их в зону разделения, перевод частиц в витающее состояние направленным потоком воздуха, разделение их по скорости витания на пылящую и,непьшящую компоненты путем гравитационного осаждения частиц непылящей компоненты, укладку и закрепление частиц пылящей компоненты путем орошения пьшевоздушного потока жидкостью с од

8

новремённым перемещением вдоль поверхности грунтового массива зон извлечения, разделения И орошения, отличающийся тем, что с целью по- вышения надежности закрепления пылящей поверхности грунтового массива I за счет обеспечения самоэкранирования пылящего грунта, зону орошения, в которой частицы пылящей компоненты укладывают на поверхность грунта, располагают между зонами извлечения и разделения, а частицы непылящей поненты укладывают на образованный закрепленный слой пылящей компоненты за зоной орошения.

Изобретение относится к горной промышленности. Цель -повышение надежности закрепления грунтового массива за счет самоэкранирования частиц пылящей компоненты грунта. Внутри передвигаемой вдоль грунтового массива установки образуют последовательно зону извлечения частиц грунта из поверхностного слоя массива, зоны орошения и разделения этих частиц. Частицы грунта транспортируют из зоны извлечения в зону разделения, в которой направленным потоком воздуха их разделяют по скорости витания на непылящую и пылящую компоненты. Затем частицы пылящей компоненты грунта укладывают на поверхность грунта в зоне орошения и закрепляют. Частицы непылящей компоненты грунта укладывают на образованный закрепленный слой пылящей компоненты в зоне разделения за счет гравитационных сил. При этом обеспечивается полная изоляция частиц пылящей компоненты грунта частицами непылящей компоненты, т.е. самого грунта. Проявляется эффект самоэкранирования, дающий большую надежность закрепления за счет предотвращения разрушения закрепленной пылящей компоненты от влияния внешних воздействий. 1 ил.

Hanpae/teHue дви кений

1 11

. о о, /, «., , е/ с/ « о ,/ о /fe , в , /«

о. /. о. 7 7 /

.. : о :у:о- ; . / °:.. .V;. .у.-у. ° . : °.-/..Jd 18 /У 15 16 11 п 20