Пылеподавление на основе использования фазовых переходов влаги при ведении открытых горных работ

• Автор: Гаспарьян, Никита Александрович
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 185 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СРЕДСТВ И СПОСОБОВ ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.1. Технологические процессы и пылевыделение при добыче полезных ископаемых открытым способом
1.2. Влияние пыли на окружающую среду и здоровье трудящихся
1.3. Анализ способов борьбы с пылевыделением и пылепереносом на горных предприятиях
1.4. Влияние природных факторов Севера на условия
жизнедеятельности человека
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ
ИСКУССТВЕННОГО СНЕГА
2.1. Исследование эффективности и расчет параметров среды при снегообразовании
2.2. Исследование конструкций снегогенераторов
2.3. Способы и средства получения искусственного снега
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВЯЗЫВАНИЯ
ПЫЛИ ПРИ КОНДЕНСАЦИИ И ЗАМЕРЗАНИИ ВЛАГИ
3.1. Теоретические ОСНОВЫ пылеподавления искусственным
снегом
3.2. Определение плотности и удельного расхода искусственного
снега
3.3 Экспериментальные исследования процессов пылеподавления
при применении установок для получения искусственного снега
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ
УНИВЕРСАЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ПРИ ВЕДЕНИИ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ
4.1 Технологические схемы использования комплексных устройств для защиты работников поверхностного комплекса в условиях
Северных регионов
4.2 Экономическая оценка технологии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ
Открытые горные работы занимают ведущее место (более 70%) в добыче полезных ископаемых. Их существенными недостатками являются значительные нарушения и загрязнения рабочей зоны выбросами пыли. При разработке месторождений функционирует значительное количество различных источников пылевыделения (буровзрывные работы, экскавация, транспортировка горной массы и т.д.). Запыленность при ведении открытых горных может варьироваться в пределах от 0,5 до 10000 мг/м3. Пылевая нагрузка приводит к повышенной заболеваемости, смертности, значительному снижению трудоспособности. Основными заболеваниями являются особые формы заболеваний легких, а основной группой риска — сотрудники предприятий со стажем работы во вредных условиях от 15 лет.
Несмотря на значительные масштабы проведенных исследований и предложенные конструктивные решения, практические результаты достаточны скромны, особенно для предприятий, большую часть года функционирующих в условиях отрицательных температур атмосферного воздуха. Это связано в первую очередь с невозможностью применения в данных условиях традиционных средств пылеподавления. В этой связи поиск рациональных средств и способов снижения пылевых выбросов в атмосферу по-прежнему актуальная задача, особенно для карьеров.
Цель работы - повышение безопасности труда работающих на открытых горных работах путем разработки способов снижения пылевыделения от мощных стационарных источников на основе новых технологий с использованием фазовых переходов влаги.
Основная идея работы: разработка новых, экономически эффективных способов пылеподавления, основанных на применении устройств, функционирующих на основе фазовых переходов влаги, в условиях открытой разработки полезных ископаемых.
Основные задачи работы:
- определение сезонных закономерностей пылевыделения от мощных стационарных источников на карьерах;
- классификация основных средств и способов пылеподавления, применяемых при ведении горных работ;
- определение параметров фазовых переходов влаги в зависимости от качественных и количественных характеристик аэрозолей;
- разработка конструкций снегогенераторов;
- разработка методики выбора параметров и конструкций снегообразующих устройств при выборе системы пылеподавления;
- разработка технологической схемы пылеподавления на карьерах с использованием универсальных устройств для пылеподавления.
Научная новизна работы
Заключается в установлении закономерностей изменения фазового состояния влаги на выходе аэрозоля из пневмогидравлической форсунки и движении ее в холодном воздухе и
выявлении количественных зависимостей параметров снегогенерирующих устройств (температура воды, давление и расход сжатого воздуха) от интенсивности пылевыделения источников.
Основные защищаемые положения:
1. Использование эффекта фазового перехода влаги (пар-жидкость-лед) позволяет с минимальными затратами осуществлять борьбу с пылью на рабочих местах при разработке месторождений в широком диапазоне условий, в том числе при отрицательных температурах воздуха и пород.
2. Лабораторными и натурными исследованиями пневмогидравлических форсуночных снегогенераторов установлено, что при стандартных условиях (РАО активная зона снегообразования находится на расстоянии от 1 до 3 м от выхода струи из форсунки, имеет близкую к кругу форму сечения диаметром 0,5-0,7 м и может эффективно взаимодействовать с пылью, обеспечивая ее утяжеление, слипание и выпадение в зоне торможения струи (5-7м).
3. Эффективным средством пылеподавления при отрицательных температурах воздуха являются снегогенераторы конструкции СПГГИ (ТУ) с пневмогидравлическими форсунками, обеспечивающие устойчивое и направленное снегообразование с коэффициентом 0,85 при различных температурах воздуха, вплоть до умеренных положительных значений (+3°С).
Методы исследований. Работа выполнена с использованием комплекса методов, исследований, включающего системный анализ проблемы на основе исследований российских и зарубежных ученых; патентно-информационный анализ; лабораторные и натурные методы изучения условий формирования искусственного снега; теоретические, лабораторные и натурные методы изучения условий пылеосаждения. Для математической обработки данных использовались

Западная Сибирь Северный Дальний Восток
Восточный
Донбасс
Рис. 1.21. Динамика заболеваемости на 1 ООО человек пневмокониозами и пылевыми бронхитами по регионам (2001 -2002 г.г.)

Рис. 1.22. Заболеваемость болезнями органов дыхания на 1000 человек в 2001 и
2003 г.г
Экономические районы: 1-Северный, 2-Северо-Западный, З-Центральный, 4-Волго-Вятский, 5-Центрально-Черноземный, 6-Поволжский, 7-Северо-Кавказский, 8-Уральский, 9-Западно-Сибирский, 10-Восточно-Сибирский, 11-
Дальневосточный