Обоснование и разработка способа пылеподавления и нейтрализации вредных газов при массовых взрывах на карьерах

• Автор: Семенов, Василий Васильевич
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

1. Современное состояние вопроса пылегазоподавления при взрывных| работах на карьерах

1.1. Анализ исследований по пылегазовыделению при массовых взрывах на карьерах

1.2. Обзор способов и средств пылеподавления на карьерах

1.3. Выводы, цель и задачи исследований

2. Механизм формирования пылегазового облака при массовых взрывах на железорудных карьерах и возможные пути предотвращения распространения вредных примесей за пределы карьера

2.1. Механизм формирования пылегазового облака

2.2. Этапы образования и развития пылегазового облака при массовых взрывах на железорудных карьерах
2.3. Свободное истечение продуктов детонации ВВ при взрыве скважинного заряда и разрушение породы в его ближней зоне

2.4. Лабораторный анализ электризации продуктов разрушения железистых кварцитов

2.5. Нейтрализация токсичных взрывных газов

2.6. Возможные способы и средства предотвращения пылеобразования и нейтрализации ядовитых газов
2.7. Выводы
3. Разработка рекомендаций по пылеподавлению и нейтрализации токсичных газов при массовых взрывах

3.1. Способы снижения температуры изолированного (отдельного) тер-мика и повышения коагулирующей способности пылевых частиц
3.2. Оценка влияния параметров комбинированной забойки на пылеоб-разование при взрыве скважинных зарядов и их оптимизация
3.3. Исследование влияния кислотно-щелочных показателей смачивающей жидкости на эффективность пылеподавления при взрывных работах
111 I
на карьерах
3.4. Выводы
4. Характеристики пылегазового облака от массовых
взрывов и опытно-промышленные испытания комбинированной забойки
4.1. Оценка ореолов загрязнения пылью, выпадающей из пылегазового облака
4.2. Методика проведения промышленных испытаний по взрывной отбойке массива горных пород с применением комбинированной забойки
4.3. Опытно-промышленные испытания способа пылегазоподавления с применением комбинированной забойки
4.4. Выводы
Заключение
Литература
Приложения

Актуальность работы. Открытый способ разработки полезных ископаемых, в частности рудных месторождений, получил широкое распространение, и его доля в общей добыче составляет порядка 70 %. На современных карьерах горные работы ведутся на глубинах до 400 м, а в перспективе глубина карьеров достигнет 450-600 м. Применение высокопроизводительного оборудования приводит к повышению концентрации пыли и вредных газов в атмосфере карьеров и прилегающей местности, а большая глубина карьеров затрудняет воздухообмен и возможность эффективного их проветривания.
Основным технологическим процессом добычи полезных ископаемых на карьерах в скальных горных породах является их взрывная отбойка, которая сопровождается выделением большого количества пыли и газа. Количество образующейся при взрыве пыли и ее дисперсность изменяются в широких пределах и зависят от типа и крепости горных пород взрываемого массива, степени их обводненности, удельного расхода промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) и др.
Появление в воздухе в результате взрыва большого количества оксидов азота ведет к неблагоприятным экологическим последствиям: при соединении оксидов азота с парами воды образуется азотная кислота, оседание которой на почву приводит к повышению в ней содержания нитратов, а попадание в водоемы подкисляет воду.
Вредные газы, выделяющиеся при взрыве в атмосферу, представляют опасность для людей. Поскольку оксиды азота токсичнее оксида углерода (ПДК в атмосфере соответственно 0,00025 и 0, 0016 об. %), то при оценке суммарной токсичности продуктов взрыва «Единые правила безопасности при взрывных работах» предусматривают эквивалент 6,5 для оксидов азота по отношению к оксиду углерода.
Мельчайшие частицы пыли приводят к существенному загрязнению атмосферы карьеров и прилегающих к ним районов. Известно, что наибольшая крупность пылинок, попадающих в легкие человека, обычно не превыРасчеты по формуле (2.3.12) проводились численными методами. Результаты численного расчета по соотношению (2.3.12) при разных выходных сечениях скважины представлены на рис. 2.3.7. Как видно из представленных графиков, чем меньше выходное сечение, тем меньшее количество продуктов взрыва выносится из скважины за одно и то же время. Пунктирная кривая 4 соответствует скважине колонкового типа (без котлового расширения).
Количество выносимых из скважины веществ зависит от ее выходного сечения. Продолжительность истечения продуктов взрыва из скважины колонкового типа диаметром <7 = 0,25 м при глубине скважины £с= 17 м, высо-

ты и диаметра заряжаемой части - £вв - — ■ £с~ 11,333 м, 7} — 0,8, у - 2,8, Т—
4000 К, полученная по формуле (2.3.10) составляет 0;025221 с, т.е. величина Тис, 3Десь существенно больше, чем при <7 = 0,4 м (см. выше).
Зависимость количества (массы) продуктов взрыва, истекающих из скважины, от времени дана в графическом виде на рисунках 2.3.7 и 2.3.8.
Результаты расчета, представленные на рисунках 2.3.7 и 2.3.8, показывают, что основная масса продуктов выносится в начальный момент после взрыва. Так при колонковом заряде диаметром <7 = 0,25 м в течение 50 мс, т.е. одной седьмой части продолжительности истечения, из скважины выносится 95 % всей массы вещества (рис. 2.3.7), а при колонковом заряде диаметром <7 = 0,4 м в течение 50 мс (одной седьмой продолжительности истечения) имеет место выброс порядка 98 % вещества (рис. 2.3.8):
Приведенные графики справедливы при условии разрушения породы в ближней зоне, т.е. до разрушения массива горных пород (блока) в целом. Они достаточно достоверно описывают выброс массы продуктов взрыва в атмо-