05-12-2012_06-59-54 / 9 раздел. Аэрология карьера

9. Аэрология карьера.

9.1 Общие сведения

Рельеф района месторождения представляет собой увалистую равнину. Месторождение приурочено к пологому увалу, вытянутому почти в меридиональном направлении, с абсолютными отметками 240-270м. Рек нет, зато много горько-соленых озёр, пересыхающих летом. Керегетасским карьером разрабатывается мощная толща известняков, выходящая на дневную поверхность в виде сплошного массива, мощность рыхлого покрова достигает 3 метров.

По климатическим условиям район бассейна относится к районам с засушливым, резко континентальным климатом, характерным для сухих и холодных степей, с суровой зимой и жарким летом. Среднегодовая температура района составляет +2,2°С, среднемесячная изменяется от -17,2°С в феврале до +21,6°С в июле при максимуме +40°С и минимуме -43°С.

Продолжительность снежного покрова - 150 дней. Глубина промерзания почвы - 2,5-3,0 м. Среднегодовое количество осадков 207 мм. Продолжительность теплового периода со среднесуточной температурой выше 0°С составляет около 4 месяцев.

Для района характерны частые и сильные ветры, достигающие иногда скорости 10-24 м/сек. Преобладающее направление - юго-западное. Летом наблюдаются суховеи, иногда переходящие в пыльные бури, а зимой - снежные бураны, скорость которых достигает порой 25 м/сек. Снеговой покров колеблется в пределах до 82 мм.

Загрязненность атмосферы при открытой добыче полезных ископаемых имеет место при всех основных производственных процессах и при эксплуатации производственных объектов промышленной площадки.

Все источники загрязнения атмосферы подразделяются на периодические (взрывные работы) и непрерывно действующие (внешние отвалы, горные выработки). Источники подразделяются на: точечные, линейные и равномерно распределенные.

Разработку Керегетасского месторождения целесообразнее производить в соответствии с выполнением следующих средозащитных мероприятий:

1. Снижение запыленности атмосферы:

Снижение запыленности воздуха можно осуществлять с использованием методов пылеулавливания, пылеподавления, закрепления пылящих поверхностей.

Все пылеулавители по принципу действия разделяются на следующие виды:

- механические пылеуловители;

- мокрые и гидравлические обеспылеватели;

- Обеспылевающие устройства с пористым фильтрующим слоем;

- электрические обеспылевающие устройства

Пылеулавливание буровых работах осуществляется при применении трехступенчатого пылеуловителя на станках шарошечного бурения, при буровых работах на угле пылеподавление может осуществляться водяным орошением устья скважины из гидравлической форсунки, направленной к буровому шнеку.

Снижение пылегазовыделений при взрывных работах достигается путем осуществления технологических и инженерно-технических мероприятий.

К технологическим относятся пересмотр технологии взрывания и увеличение К.П.Д. энергии взрыва именно на дробление без переизмельчения. К инженерно-техническим относят:

• орошение подготовленных к взрыву и прилегающих к ни зон и зоны выпадения пыли;

• применения гидрозабойки;

• применение ВВ с нулевым и положительным кислородным балансом;

- доставка в забоечный материал нейтрализаторов (неочищенной соли или извести);

- интенсификация рассеивания пылегазового облака (ВР приуроченные к времени с максимальной ветровой активностью).

Основными способами снижения пыли при выемочно-погрузочных работах являются:

• предварительное увлажнение забоя (целесообразно при разработке угольных пластов роторными экскаваторами, а также развала забоя одноковшового экскаватора (водой поливают забой перед его разработкой));

• пылеулавливание (использование аспирационных систем пылеулавливания в местах перегрузки или погрузки (с конвейера на конвейер, с отвальной стрелы роторного экскаватора в железнодорожный вагон);

• орошение при ведении выемочных работ (при работе роторного экскаватора из форсунки производится орошение водой забоя, оросительная система установлена на стреле роторного экскаватора и направлена в сторону контакта роторного колеса с забоем).

Способы и средства борьбы с запыленностью и загазованностью атмосферы при транспортировании во многом определяются видом транспорта, применяемого на разрезе.

При использовании автомобильного транспорта поверхность карьерных дорог обрабатывают связующими веществами или просто орошают водой.

Конвейерный транспорт для снижения пылевыделения можно устанавливать в закрытом исполнении, сокращение пылевыделения с холостой ветви производится путем отчистки её от налипшего материала. Пункты перегрузки с конвейера оборудуют укрытиями, оснащенными аспирационными системами.

2. Отчистка и снижение токсичности газовых выбросов:

Снижение вредных газов при использовании транспорта с двигателями внутреннего сгорания производится:

• регулировка топливной аппаратуры;

• использование присадок к топливу (обеспечивают более полное сгорание и уменьшение содержания отработавших газов токсичных компонентов);

• применение каталитических нейтрализаторов;

• применение термических нейтрализаторов.

3. Снижение пылегазовыделений при подготовке горных пород к выемке:

Способы борьбы с пылью при работе станков механического бурения являются: пылеподавление воздушно-водяной смесью; сухое подавление.

Снижение пылегазовыделений при производстве взрывных работ достигается путем осуществления технологических (способы управления действием взрыва) и инженерно-технологических (орошение подготовленных к взрыву участков и прилегающих к ним зоне, применение водяной забойки, применение ВВ с положительным и нулевым кислородным балансом, предварительное увлажнение массива, добавка в забоечный материал (нейтрализаторов) мероприятий.

4. Профилактика и тушение эндогенных пожаров:

Источниками значительного выделения тепла и газов являются эндогенные пожары, возникающие: при открытой добыче угля, на ярусах внешних отвалах.

На процесс самовозгорания большое влияние оказывает фильтрация воздуха к скоплению окислившегося материала. Поэтому профилактика самовозгорания связанна с изоляцией самонагревающейся или горящей горной массы с тем, чтобы не допустить притока свежего воздуха.

Большое влияние на процесс самовозгорания оказывает теплоотдача скоплений разрыхленного угля. Теплоотдача происходит в основном за счет конвективного выноса тепла, проходящего через эти скопления. Фильтрация воздуха происходит благодаря скоростному напору ветра в разрезе, а так же естественной тяге, вызываемой разностью температуры и плотности воздуха внутри и снаружи скоплений.

С уменьшением скорости движения воздуха теплоотдача конвективностей снижается, а значит и возрастает опасность самовозгорания.

Следовательно, при работе необходимо стремится к тому, чтобы в разрезах не скоплялась разрыхленная породо-угольная масса. При ее намеренном образовании необходимо применять меры обработки их поверхностей смесями, уменьшающими приток свежего кислорода во внутрь внешнего отвала. Эффективным способом является заиливание навалов и отвалов пульпой с добавкой хлористого кальция в количестве от 2,5 до 5%.

4. Снижение вредного воздействия производственного шума;

5. Снижение пылегазовыделения на промышленной площадке разреза;

6. Контроль за загрязнением атмосферы.

Для создания нормальных условий работы людей на карьере наряду с повышением уровня механизации необходимо обеспечить нормальное проветривание карьера. В связи с тем, что Керегетасское месторождение находится в районе действия сильных ветров с относительно постоянным направлением, принимаем естественное проветривание (рис. 9.1).

При прямоточной схеме поступающий в карьер поток воздуха будет деформироваться и полностью обхватывать все сечение карьера.

Одним из основных элементов, определяющих естественное проветривание, является энергия ветра, изменение направления и силы которого определяет различную интенсивность воздухообмена, зависящая от размеров разреза. [ 5, 7, 8, 10]

Определим расход воздуха вовлекаемого в проветривание на участке L₁ (рис. 9.2) по формуле:

Q₁ = V_оср * h * b_1к, м³/с (9.1)

где V_оср - средняя скорость движения воздуха на поверхности в слое высотой h, участвующую в проветривании данного участка, м/с;

h – высота слоя, м, определяется по формуле:

h = 0,48 * Н, м (9.2)

h = 0,48 * 65 = 31,2 м

b_1к - средняя ширина разреза в направлении, перпендикулярном направлению ветра, м, b_1к = 650 м.

Q₁ = 4,2 * 31,2 * 650 = 85176 м³/с

Расход воздуха, участвующего в проветривании карьерного пространства, для участка L₂ определяется по формуле:

Q₂ =  * V_оср * L₂ * b_2к, м³/с (9.3)

где L₂ - характерный размер площадки в направлении ветра, м, определяется по формуле:

L₂ = L_п – Н * ctg , м (9.4)

где L_п - характерный размер площадки, м.

L₂ = 6500 – 65* ctg 75 = 6482,75 м

где b_2к - размер площадки перпендикулярной вектору ветра, м;

 - коэффициент, учитывающий изменение скорости ветра для участка, =0,67;

Q₂ = 0,67 * 4,2 * 6482,75 * 6500 = 11857598 м³/с

Тогда общий расход воздуха определится из выражения:

Q₀ = Q₁ + Q₂, м³/с (9.5)

Q₀ = 85176 + 11857598 = 11942774 м³/с

Рис. 9.1 Прямоточная схема естественного проветривания разреза

Определим величину концентрации вредных веществ в разрезе по следующей формуле:

С_к =  * g * F / Q, мг/ м³ (9.6)

где  - поправочный коэффициент, учитывающий приращение площади разреза за счёт бортов,  =1;

g - коэффициент интенсивности эквивалентного источника выделения вредностей в разрезе с единицы площади, мг/см³, g = 1800 мг/см³;

F - общая площадь, с которой выделяются вредные вещества поступающие в рассматриваемую зону, м², F = 4225000 м²;

Q - интенсивность воздухообмена, м³/с.

С_к = 1 * 1800 * 4225000 / 11922774 = 637 мг/ м³

Рис. 9.2. Схема к определению расхода воздуха на проветривание карьере