Способ вентиляции карьеров

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для интенсификации воздухообмена в карьерном пространстве, очистки воздуха. Способ вентиляции карьеров путем организации воздухообмена атмосферы карьера за счет прохождения потока воздуха через водяную завесу с помощью источников воды. Воздухообмен атмосферы карьера организуют путем управления водяными потоками из емкостей, расположенных на подветренной стороне карьера у его верхней кромки с шагом между емкостями, равным 0,3-0,5 длины емкости, и осуществляют выпуск нагнетаемого воздуха через конические раструбы воздухопроводов, расположенных в емкостях. При этом угол раскрытия струи водяного потока определяют из следующей зависимости:

, где S - расстояние между раструбами; α - угол раскрытия струи, равный углу раскрытия конических раструбов, размещенных на верхней кромке воздухопровода; r - меньший радиус раструба подачи сжатого воздуха в емкость; β - угол наклона границы водяной струи относительно горизонтальной поверхности; h - высота треугольника, образованного отрезком верхней кромки воздухопровода и боковыми сторонами смежных конических раструбов. Технический результат заключается в улучшении проветривания карьера за счет интенсификации естественного воздухообмена. 4 ил.

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для интенсификации воздухообмена в карьерном пространстве, очистки воздуха 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.

Известен 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].

Недостатком известного способа является перекрытие ветрового потока водяной завесой на наветренном борту карьера, что создает препятствие воздушному потоку на выходе из карьерного пространства.

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 [патент RU №2584700, опубл. 20.05.2016, бюл. №4].

Недостатками известного способа являются риск заноса ветровым потоком в карьерное пространство распыленных водяных частиц и увеличение влажности карьерного воздуха до уровня, превышающего санитарные нормы.

Целью заявляемого изобретения является интенсификация естественного воздухообмена в карьере.

Поставленная цель достигается тем, что в способе вентиляции карьеров путем организации воздухообмена атмосферы карьера за счет прохождения потока воздуха через водяную завесу с помощью источников воды согласно изобретению воздухообмен атмосферы карьера организуют путем управления водяными потоками из емкостей, расположенных на подветренной стороне карьера у его верхней кромки с шагом между емкостями, равным 0,3-0,5 длины емкости, и осуществляют выпуск нагнетаемого воздуха через конические раструбы воздухопроводов, расположенных в емкостях, при этом угол раскрытия струи водяного потока определяют из следующей зависимости:

где: S - расстояние между раструбами;

α - угол раскрытия струи, равный углу раскрытия конических раструбов, размещенных на верхней кромке воздухопровода;

r - меньший радиус раструба подачи сжатого воздуха в емкость;

β - угол наклона границы водяной струи относительно горизонтальной поверхности;

h - высота треугольника, образованного отрезком верхней кромки воздухопровода и боковыми сторонами смежных конических раструбов.

Емкости на подветренном борту установлены с зазором, равным 0,3-0,5 длины емкости.

Целесообразность охлаждения воздуха, поступающего в карьерное пространство путем его пропускания через водяную завесу, обусловлено тем, что в этом случае плотность воздуха возрастает и, соответственно, на 3-6° увеличивается угол раскрытия сформированной им свободной струи.

Целесообразность подачи в емкость сжатого воздуха через конические раструбы в воздухопроводе обусловлено тем, что в этом случае образуется сплошная водяная завеса, и при прохождении через нее воздуха, поступающего в карьерное пространство, обеспечивается максимальный контакт распыленной воды и воздушного потока.

Распыление воды сжатым воздухом, подаваемым в емкость через конические раструбы в верхней части воздухопровода, снижает энергозатраты на создание в емкости избыточного давления и формирование вертикальных водяных струй.

Размещение воздухопровода подачи сжатого воздуха на дне емкости вблизи ее подветренной стенки обосновывается тем, что при этом снижается риск заноса ветровым потоком капель в карьер и повышается вероятность их осаждения обратно в емкость.

При расчете расстояния S между смежными коническими раструбами подачи сжатого воздуха определяющим параметром является угол раскрытия струи α, равный углу раскрытия конических раструбов, размещенных в верхней части воздухопровода. Этот угол должен обеспечивать пересечение боковых границ распыляемых водяных струй на уровне верхней кромки стенки емкости хранения воды, что исключает поступление в карьерное пространство неохлажденных воздушных масс, проходящих над емкостями. Длина емкости должна быть соизмерима с длиной современных трейлеров и составлять 10-12 м. Допустим, при зазоре между емкостями в пределах 0,3-0,5 их длины минимальный зазор между емкостями составляет 3,0-3,5 м, максимальный - 5,0-6,0 м, что достаточно для прохода автомобильной и грузоподъемной техники для выполнения операций, связанных с транспортировкой и перемещением емкостей. Превышение этого расстояния более 5-6 м при увеличении зазора между емкостями более 0,5 длины емкости увеличит поступление в карьерное пространство неохлажденного воздуха и сократит угол раскрытия свободной струи.

Целесообразность нахождения распыляемой воды в емкостях обусловлено тем, что в этом случае может быть снижен ее расход, вследствие возврата распыляемых брызг обратно в емкость, а также минимизирован риск размыва верхней кромки борта карьера распыляемой водой.

Распыление воды, удаляемой из карьера системой водоотлива, обеспечивает ее частичную утилизацию и использование для увеличения интенсивности вентиляции карьерного пространства.

Наличие в предлагаемом техническом решении признаков, отличных от признаков, характеризующих ближайший аналог, позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности изобретения «новизна».

В процессе поиска по предмету разработки по патентной документации и по научно-технической литературе не выявлено технических решений, повышение эффективности воздействия средств вентиляции на воздушный бассейн карьеров при дефиците энергии неустойчивости внутрикарьерной атмосферы. Что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Заявляемый способ вентиляции карьеров поясняется графически. На фиг. 1 изображены эпюра изменения скорости ветрового потока и характер изменения угла (ϕ) раскрытия свободной струи при ее прохождении через водяную завесу; на фиг. 2 - компоновка емкостей с водой; на фиг. 3 - схема размещения воздухопровода подачи сжатого воздуха на дне емкости с водой; на фиг. 4 - характер взаимодействия водяных струй, распыленных с помощью конических раструбов, размещенных на верхней части трубопровода, где: 1 - карьерное пространство; 2, 3 - соответственно, подветренный и наветренный борт карьера; 4 - емкость с водой; 5 - воздухпровод; 6 - конические раструбы, размещенные в верхней части воздухопровода; 7 - распыленная водяная струя.

Способ вентиляции карьеров осуществляется следующим образом.

На подветренной стороне карьера 1 распыляют воду. При прохождении воздуха через водяную завесу его плотность возрастает и воздушный поток опускается в карьерное пространство, увеличивая угол раскрытия свободной струи ϕ, что снижает объем зоны рециркуляции в карьерном пространстве, в соответствии со схемой, представленной на фиг. 1.

Преимущества заявляемого способа: увеличение интенсивности естественной вентиляции карьеров за счет увеличения угла ϕ раскрытия свободной струи воздуха при ее входе в карьерное пространство на 3-6°, отсутствие препятствий ведению в карьере горных работ.

Способ вентиляции карьеров путем организации воздухообмена атмосферы карьера за счет прохождения потока воздуха через водяную завесу с помощью источников воды, отличающийся тем, что воздухообмен атмосферы карьера организуют путем управления водяными потоками из емкостей, расположенных на подветренной стороне карьера у его верхней кромки с шагом между емкостями, равным 0,3-0,5 длины емкости, и осуществляют выпуск нагнетаемого воздуха через конические раструбы воздухопроводов, расположенных в емкостях, при этом угол раскрытия струи водяного потока определяют из следующей зависимости:

где: S - расстояние между раструбами;

α - угол раскрытия струи, равный углу раскрытия конических раструбов, размещенных на верхней кромке воздухопровода;

r - меньший радиус раструба подачи сжатого воздуха в емкость;

β - угол наклона границы водяной струи относительно горизонтальной поверхности;

h - высота треугольника, образованного отрезком верхней кромки воздухопровода и боковыми сторонами смежных конических раструбов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к охране труда и защите окружающей среды в горной промышленности, в частности к пылеподавлению при отрицательных и умеренно положительных температурах воздуха и пород в горных выработках и карьерах непосредственно у источника пылеобразования, также может быть использовано в строительной индустрии при подавлении пыли от мощных точечных источников пылеобразования.

Изобретение относится к производству профилактических средств, которые предназначены для закрепления эрозионно опасных пылящих поверхностей в холодное время года.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения производительности и создания безопасных и комфортных условий труда при подземной и открытой разработке угольного массива.

Изобретение относится преимущественно к горному делу и может быть использовано для подавления пыли, образующейся при дроблении и измельчении горной массы на предприятиях горно-металлургической, угольной, строительной и других отраслей промышленности.
Изобретение относится к горному делу, а именно к области предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей, и может быть использовано при разработке угольных месторождений подземным способом.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке ударо- и выбросоопасных угольных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности горных работ за счет повышения эффективности увлажнения краевых зон угольных пластов.
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам закрепления пылящих поверхностей открытых угольных складов. Техническим результатом является повышение эффективности пылеподавления на пылящих поверхностях.
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам пылеподавления при массовых взрывах скважин на карьерах. Предложенный способ включает этапы, на которых осуществляют заполнение каждой скважины зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и размещение герметичной оболочки с водой на поверхности взрываемого блока вблизи устья каждой скважины.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для борьбы с мелкодисперсной пылью при открытой разработке месторождений полезных ископаемых с проведением взрывных работ.

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам пылеподавления при транспортировке угольной массы посредством ленточных конвейеров. .

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли, в частности к способу интенсификации естественного воздухообмена в глубоких карьерах. Технический результат заключается в повышении интенсивности естественного проветривания карьера и увеличении объема карьерного пространства, проветриваемого прямоточными воздушными струями.

Изобретение относится к горной и нефтедобывающей промышленностям и может быть использовано для проветривания уклонных блоков на месторождениях высоковязкой нефти и природного битума, подземная добыча которых производится шахтным способом с тепловыми методами воздействия на пласт.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании тупиковых выработок рудников и шахт. Согласно способу подают поток воздуха по сквозной горной выработке, забирают часть потока воздуха вентилятором местного проветривания и подают его по вентиляционному трубопроводу в тупиковую горную выработку.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки крутопадающих месторождений неустойчивых руд. Способ включает проходку буродоставочных ортов, выемку полезного ископаемого ориентированными вкрест протирания горизонтальными или слабонаклонными камерами полигональной формы, со смещением камер смежных этажей на половину их ширины, с выемкой руды отбойкой взрывом скважин и закладкой выработанного пространства.

Группа изобретений относится к способу и устройству вентиляции двухпутных тоннелей метрополитена. Способ вентиляции двухпутных тоннелей метрополитена включает круглогодичную подачу наружного воздуха в двухпутный тоннель по приточной вентиляционной шахте, расположенной на станции, вентиляционному каналу, находящемуся в верхней части тоннеля, и удаление тоннельного воздуха из двухпутного тоннеля через вытяжные вентиляционные шахты.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания уклонных блоков на месторождениях высоковязкой нефти и природного битума, подземная добыча которых производится шахтным способом с использованием тепловых методов воздействия на пласт.

Изобретение относится к вентиляции станций метрополитена, обеспечивающей заданные параметры микроклимата на станции, а также ограничение распространения продуктов горения по путям эвакуации.

Предложенная группа изобретений относится к способу и устройству компенсации влияния поршневого эффекта в системе вентиляции метрополитена. Способ включает изменение проходного сечения тоннеля для изменения аэродинамического сопротивления воздушного тракта вблизи станции за счет устройства расширительных камер расчетного размера, примыкающих к станционной платформе с двух сторон, соединяющих первый и второй пути перегонного тоннеля, и осуществление формирования турбулентного состояния воздушного потока в выделенной области воздушного тракта на длине Lp перегонного тоннеля, что обеспечивает снижение скорости воздушного потока, толкаемого поездом, выходящим из перегонного тоннеля, с Vх1 до Vх2, где Vx1 (м/с) - скорость турбулентного воздушного потока при принудительном движении поезда по тоннелю, Vх2 - скорость турбулентного воздушного потока после истечения воздуха в расширительную камеру.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для экономичного проветривания уклонных блоков на месторождениях высоковязкой нефти и природного битума, разрабатываемых термошахтным способом.

Изобретение относится к средствам инженерного обустройства подземных горных выработок, а именно к клапанам противопожарным вентиляционным, предназначенным для регулирования количества воздуха, проходящего в поперечном сечении тоннеля, блокирования распространения огня и продуктов горения при возникновении пожара в тоннеле.

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для интенсификации воздухообмена в карьерном пространстве, очистки воздуха. Способ вентиляции карьеров путем организации воздухообмена атмосферы карьера за счет прохождения потока воздуха через водяную завесу с помощью источников воды. Воздухообмен атмосферы карьера организуют путем управления водяными потоками из емкостей, расположенных на подветренной стороне карьера у его верхней кромки с шагом между емкостями, равным 0,3-0,5 длины емкости, и осуществляют выпуск нагнетаемого воздуха через конические раструбы воздухопроводов, расположенных в емкостях. При этом угол раскрытия струи водяного потока определяют из следующей зависимости: , где S - расстояние между раструбами; α - угол раскрытия струи, равный углу раскрытия конических раструбов, размещенных на верхней кромке воздухопровода; r - меньший радиус раструба подачи сжатого воздуха в емкость; β - угол наклона границы водяной струи относительно горизонтальной поверхности; h - высота треугольника, образованного отрезком верхней кромки воздухопровода и боковыми сторонами смежных конических раструбов. Технический результат заключается в улучшении проветривания карьера за счет интенсификации естественного воздухообмена. 4 ил.

Наверх