Устройство для пылегазоподавления при массовых взрывах в карьере

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с пылью и газами на взрывных работах при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. По периметру внутренних берм одного или нескольких уступов карьера размещены трубопроводы, при этом трубопровод нижележащего уступа соединен с трубопроводом вышележащего уступа посредством скважин, образуя гидравлическую систему, которая сообщена с дренажной системой карьера. Трубопровод каждого уступа снабжен одним или несколькими генераторами водяных завес, каждый из которых выполнен в виде камеры с расположенными внутри нее с одной стороны газодинамическим генератором, а с противоположной - соплом Лаваля, коаксиально размещенным в выходной трубе с диффузором камеры. Камера сообщена с внутритрубной полостью гидравлической системы уступа, на котором находится генератор. Для создания локальных секторов водяных завес диффузор выполнен подвижным. Данное устройство создает водяные завесы объемом от 10⁴ до 10⁶ м³ со степенью пылегазоподавления порядка 97-98% при снижении капитальных затрат на 30-40% по сравнению с системами, содержащими мощные вентиляторы и реактивные двигатели. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с пылью и газами на взрывных работах при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известно устройство для борьбы с пылегазовым облаком при взрывных работах на уступах карьера, содержащее трубу, заполненную пылегазоподавляющей жидкостью, и расположенные в трубе заряд взрывчатых веществ и детонирующий шнур [1].

Недостатком данного устройства является низкая эффективность пылегазоподавления ввиду ограниченного количества воды, содержащейся в трубе, и низкой степени диспергации воды.

Известно устройство для пылегазоподавления при массовых взрывах в карьере, содержащее магистральный трубопровод, подключенный одним концом к емкости, установленной на поверхности и заполненной водой, а другим концом через подводящие трубопроводы к генераторам водяных завес [2]. Это устройство взято нами в качестве прототипа.

Однако данное устройство имеет также низкую эффективность пылегазоподавления в силу той же причины - ограниченного количества воды, содержащейся в емкости, установленной на поверхности.

Задачей изобретения является повышение степени пылегазоподавления за счет увеличения объема распыляемой жидкости и площади перекрытия пылегазового облака на открытых работах, а также за счет увеличения степени диспергазации жидкости.

Это достигается тем, что в устройстве для пылегазоподавления при массовых взрывах в карьере, содержащем трубопроводы и генераторы водяных завес, подключенных к трубопроводам, трубопроводы размещены на одном или нескольких уступах по периметру их внутренних берм, при этом трубопровод нижележащего уступа соединен с трубопроводом вышележащего уступа посредством скважин, образуя гидравлическую систему, которая сообщена с дренажной системой карьера, причем трубопровод каждого уступа снабжен одним или несколькими генераторами водяных завес. Кроме того, каждый генератор водяной завесы выполнен в виде камеры, внутри которой с одной стороны установлен газодинамический генератор, а с противоположной - сопло Ловаля, коаксиально размещенное в выходной трубе с диффузором камеры, при этом камера сообщена с внутритрубной полостью гидравлической системы уступа, на котором находится генератор водяной завесы. Для создания локальных секторов водяных завес диффузор выходной трубы камеры установлен с возможностью поворота вокруг продольной и поперечной осей камеры.

На фиг.1 показана технологическая схема размещения оборудования в разрезе.

На фиг.2 показана технологическая схема размещения оборудования в плане.

На фиг.3 и 4 показаны генераторы, создающие большие и локальные водяные завесы.

На горизонтальной поверхности одного или нескольких уступов 1, 2, 3 по периметру их внутренних берм размещены трубопроводы 4, 5, 6. Количество уступов, оснащенных трубопроводами, зависит от объема производимых взрывных работ. При этом трубопровод нижележащего уступа соединен с трубопроводом вышележащего уступа посредством скважин 7, образуя гидравлическую систему. Эта гидравлическая система сообщена через канал 8 с дренажной системой 9 карьера (см. фиг.1). На каждом уступе карьера с установленными трубопроводами размещен один или несколько генераторов водяных завес 10, расположенных друг относительно друга на расстоянии, при котором образованные генераторами водяные завесы перекрывают пылегазовое облако (см. фиг.2). Каждый генератор водяной завесы выполнен в виде камеры 11, внутри которой с одной стороны установлен газодинамический генератор 12, а с противоположной - сопло Лаваля 13, коаксиально размещенное в выходной трубе 14 с диффузором 15 камеры (см. фиг.3). При этом внутренняя полость камеры сообщена с внутритрубной полостью А гидравлической системы уступа, на котором находится генератор воздушной завесы. Данная конструкция обеспечивает создание больших секторов водяных завес. Для локальных секторов водяных завес диффузор 15 выходной трубы установлен с возможностью поворота вокруг продольной и поперечной осей камеры посредством, например, гофры 16, фиксируемой в заданном положении с помощью стопорного устройства 17 (см. фиг.4).

В качестве газодинамического генератора можно использовать пороховые аккумуляторы давления ПАД. Включение генераторов водяных завес осуществляют в соответствии с программой буровзрывных работ посредством инициирования ПАД. Заполнение гидравлической системы водой из дренажной системы карьера производят с помощью насосов, установленных в дренажных выработках (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Вначале заполняют гидравлическую систему водой из дренажной системы карьера посредством насосов. Наличие единой гидравлической системы, соединенной с дренажной системой карьера, позволяет обеспечить необходимое количество выбрасываемой воды для перекрытия пылегазового облака во всех зонах карьера при заданных объемах массовых взрывов. Размещение трубопроводов с генераторами водяных завес на одном или нескольких уступах по периметру их внутренних берм обеспечивает любые заданные параметры водяных завес при минимальных энергозатратах. Затем в соответствии с программой и порядком производства массового взрыва на карьере определяют последовательность инициирования гидродинамических генераторов 12, зависящий от расстояния их до взрываемых блоков, прогнозируемого объема пылегазового облака и времени срабатывания генераторов водяных завес. При сверхзвуковом истечении газового потока через сопло Лаваля 13 в выходной трубе 14 камеры каждого генератора водяной завесы происходит эжекция воды, поступающей из внутритрубной полости А гидравлической системы уступа, на котором находится генератор водяной завесы, и ее диспергация. Возможность поворота выходной трубы камеры позволяет создать водяные завесы различных пространственных параметров. Описанное устройство обеспечивает расход тонкодисперсной воды не менее 0,25кг/м³ запыленного воздуха, создает водяные завесы объемом от 10⁴ до 10⁶ м³ со степенью пылегазоподавления порядка 97-98% при снижении капитальных затрат на 30-40% по сравнению с системами, содержащими мощные вентиляторы и реактивные двигатели.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР № 1726752 по кл. E21F 5/00 от 22.02.89.

2. Вентиляция и пылегазоподавление в атмосфере карьеров. Конорев М.М., Нестеров Г.Ф. Екатеринбург, 2000 г., с. 205-206 (прототип).

1. Устройство для пылегазоподавления при массовых взрывах в карьере, содержащее трубопроводы и генераторы водяных завес, подключенные к трубопроводам, отличающееся тем, что трубопроводы размещены на одном или нескольких уступах по периметру их внутренних берм, при этом трубопровод нижележащего уступа соединен с трубопроводом вышележащего уступа посредством скважин, образуя гидравлическую систему, которая сообщена с дренажной системой карьера, причем трубопровод каждого уступа снабжен одним или несколькими генераторами водяных завес.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый генератор водяной завесы выполнен в виде камеры, внутри которой с одной стороны установлен газодинамический генератор, а с противоположной - сопло Лаваля, коаксиально размещенное в выходной трубе с диффузором камеры, при этом камера сообщена с внутритрубной полостью гидравлической системы уступа, на котором находится генератор водяной завесы.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что диффузор выходной трубы установлен с возможностью поворота вокруг продольной и поперечной осей камеры.