Способ закрепления пылящей поверхности грунта

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„520251

А1 (51) 4 Е 21 F 5/02

Б.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4360165/23-03 (22) 12.01.88 (46) 07.11.89. Бюл.Р 41 (71.) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) В.П.Жабовский (53) 622.807 (088.8) (56) Федоров И.С. и др. Складирование отходов рудообогащения. — N.. Íåäðà, 1985, с. ?02-?05.

Авторское свидетельство СССР, Ф 1432250, кл. Е 21 F 5/02, 1987. (54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЬШЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ГРУНТА (57) Изобретение относится к горной промышленности. Цель — повышение надежности закрепления грунтового массива за счет самоэкранирования частиц пылящей компоненты грунта. Внутри передвигаемой вдоль грунтового

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при борьбе с пылением на хвостохранилищах, шламохранилищах и других объектах, сложенных из рыхлых несвязанных грунтов.

Цель изобретения — повышение надежностй закрепления пылящей поверхности грунтового массива за счет самоэкранирования пылящего грунта.

Сущность способа заключается в. том, что пылящая поверхность грунта эакрепб

2 массива установки образуют последо- 1. вательно зону извлечения частиц грунта из поверхностного слоя массива, зоны орошения и разделения этих час" тиц. Частицы грунта транспортируют из эоны 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 воздей ствий. 1 ил. ляется 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 (осажда1520251 ют) второй слой непылящих частиц с постоянным эффектом закрепления..В оТ,личие от известного способа осуществляется .полная ;изоляция пылящих частиц, причем только непылящими час-, 5 тицами самого грунта, т.е. проявляется эффект самоэкранирования, дающий большую. надежность и долговечность защитного покрова.

Согласно известному способу эффект экранирования не достигается без использования посторонних хймических закрепляющих веществ, вносимых в верхний слой. В предлагаемом способе нижний слой орошенных настиц подавляет пыление поверхности исходного рыхлого

-несвязного грунта в течение времени действия закрепляющего эффекта амачивающей жидкости, а верхний слой изоли->0 рует все пылящие частицы (и исходного грунта и нижнего слоя) oт разрушающе

ro влияния окружающей среды и тем самым полностью устраняет пыление как исходного грунта, так и закрепленной пылящей компоненты после прекращения закрепляющего действия смачивающей жидкости. В известном способе нижележащий слой частиц непылящей компоненты только защищает поверхность исход- З0 ного грунта, но не влияет на прочность лежащего в нем закрепленного слоя частиц пылящей компоненты.

Предлагаемый способ снижает требования к долговечности закрепляющей жидкости. Функция закрепляющей жидкос-35 ти в предлагаемом способе ограничивается кратковременным связыванием частиц пылящей компоненты. После пригрузки закрепленного слоя слоем частиц непылящей компоненты действие эакреп40 ляющей жидкости становится необяза-. 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 подстилаю å слои при этом пылящая компоненФ

50 та возвращается к своему исходному состоянию с сохранением всех физикомеханических свойств.

Важным преимуществом предлагаемого 1способа является сохранение, физико-механических свойств защитного пок-55 рова, например фильтрационных, близ" ких к свойствам закрепляемого грунта, в структуру поверхностного слоя кото- . 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

1 основывается на том, что классифика! ция 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, которое может быть выполнено, например, в виде буксируемой колесной тележки или аппарата на воздушной подушке, 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 име-. ются 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 б вдоль закрепляемой поверхности подается сжатый воздух 16.

Р сход воздуха подбирается таким образом, чтобы средняя скорость движения воздушного потока 16 в рабочей камере 11 относительно устройства

1520251 равнялась скорости ветра в данной местности. B зоне 14 происходит гравитационная классификация исходного груйта 4 по скорости витания на пылящую и непылящую компоненты. Плас5 тины 15 повышают эффективность этого процесса. Иепылящая компонента, состоящая из более тяжелых частиц, осаждается на повержность нижележа- 10 щего слоя, образуя слой 17. Частицы пылящей компоненты пылевоздушным потоком 18 выносятся в зону t9 орошения, где через форсунки 9 орошаются смачивающей жидкостью 8. Под воздействием смачивающей жидкости 8 пылящие частицы осаждаются на поверхность исходного грунта 4, образуя слой 20. Очищенный от пыли воздух 13 выносит в окружающую среду через ок- 20 йа 12. Поскольку в процессе движения устройства формирование слоя 20 предшесТвует формированию слоя 17, то слой 20, состоящий из частиц пылящей компоненты, оказывается погребенным 25 под слоем 17, состоящим из частиц непылящей компоненты, т.е. фактически происходит полная изоляция пылящей компоненты и надежное и долговечное обеспыливание поверхности закрепляе- 30 мого грунта.

Пример . Закрепляемый материал — хвосты горнообогатительного комбината со средневзвешенным диаметром частиц 0,23 мм и содержанием частиц крупностью менее О, 1 мм 307. Транс35 портное средство устройства для пылеподавления выполнено в виде колесной тележки, буксируемой трактором. Скорость движения 5 км/ч. Габариты ра- 40 бочей камеры 4000 х 3000 > 800 мм.

Ширина полосы закрепляемого грунта

3 м. Глубина закрепления 0,2 м. От компрессора подается сжатый воздух под давлением 0,3 МПа с общим расходом 0,1 м /с. Средняя скорость истечения воздуха из выходного окна в передней части рабочей камеры составляет 5 м/с. В качестве смачивающей жидкости используется техническая вода. За 1 ч работы устройство закрепляет площадь около 0,015 км L

Защитный слой состоит из несвязных частиц, поэтому при неравномерных осадках поверхности намытого грунта, имеющих место в процессе консолидации, в защитном слое не образуются трещины, приводящие к частичной утрате его защитной функции, Важные преимущества 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 закрепляющими эффектами можно управлять свойствами двухслойного защитного покрова. В частности. при намыве 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 отложений,. Нижележащий слой .пылевых частиц может эффективно выполнять функцию снижения инфильтрации в тело сооружения с поверхностью карты намыва. В то же время он, оставаясь частично проницаемым для влаги, исключает образование в намытом слое грунта водонасыщенных зон, снижающих устойчивость сооружения.

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

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 смачивающие жйдкости, утрачивающие свои закрепляющие.свойства под воздействием указанных факторов, а также жидкости, даю-= щие только временный эффект закрепления, в частности просто воду. В последнем случае, кроме значительного удешевления закрепления, полностью устраняется. загрязнение окружающей среды вредными веществами.

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

На ра8ление движения

И 77 N

Составитель А.Губайловский

Редактор Н.Яцола Техред Л.Олийнык

Корректор О.Лилле

Заказ &735/36 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

7 152025

Формула изобретения

Способ закрепления пылящей поверхности грунта, включающий извлечение частиц из поверхностного слоя исход5 ного грунтового массива, транспортировку их в зону разделения, перевод частиц в витающее состояние направленным потоком воздуха, разделение t0 их по скорости витания на пылящую и,непылящую компоненты путем гравитационного осаждения частиц непылящей компоненты, укладку и закрепление частиц пылящей компоненты путем орошения

5 пылевоздушного потока жидкостью с одновременным перемещением вдоль поверхности грунтового массива зон извлечения, разделения и орошения, о т л и— ч а ю шийся тем, что с целью по вышения.надежности закрепления пылящей поверхности грунтового массива

iза счет обеспечения самоэкранирования пылящего грунта, збну орошения, в которой частицы пылящей компоненты укладывают на поверхность грунта, располагают между зонами извлечения и разделения, а частицы непылящей компоненты укладывают на образованный закрепленный слой пылящей компоненты за зоной орошения.