Лекция- 10
ИСКУССТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ КАРЬЕРОВ
План:
Условия применения и способы искусственной вентиляции.
Интенсификация естественного воздухообмена.
Вентиляция с применением труб и использованием выработок.
Технические средства при вентиляции свободными струями.
Условия применения и способы искусственной вентиляции.
Под искусственной вентиляцией карьера следует понимать интенсификацию воздухообмена в нем любыми целенаправленными действиями человека.
Искусственная вентиляция карьера необходима в случаях, когда интенсивность воздухообмена в карьере оказывается недостаточной для поддержания нормального санитарно-гигиенического состояния атмосферы в местах ведения работ.
Условия, способствующие накоплению вредностей в карьере, следующие:
уменьшение энергии ветрового потока на поверхности; появление вертикальных температурных градиентов менее адиабатического;
повышение интенсивности выделения вредностей в атмосферу карьера.
Уменьшение энергии ветрового потока на поверхности является основным фактором, способствующим накоплению вредностей в атмосфере карьера. Выше указывалось, что при скоростях воздуха на поверхности менее 2 м/с воздухообмен между атмосферой карьера и поверхностью значительно сокращается. При уменьшении энергии (скорости) ветра на поверхности не только уменьшается интенсивность выноса вредностей, находящихся в зоне действия направленного ветрового потока, но и снижается их поступление в этот поток с более глубоких горизонтов вследствие уменьшения интенсивности турбулентности атмосферы.
Повышение интенсивности выделения вредностей при существующих технологических процессах в карьерах обычно связано с производством взрывных работ, при которых в атмосферу карьера выбрасывается большое количество ядовитых газов и пыли. Соблюдение при этом первых двух условий (небольшая энергия ветрового потока и Г<С1°С на 100 м) может привести к сильному загазованию карьера.
При принятом выше определении искусственной вентиляции карьеров все существующие способы ее можно разделить на два класса—способы интенсификации естественного воздухообмена и способы собственно искусственной вентиляции.
К способам интенсификации естественного воздухообмена относятся:
выбор правильной ориентации карьера в плане;
выбор наиболее рациональных по фактору проветривания размеров карьера (углов откоса бортов, глубины, размеров в плане);
создание на поверхности у карьеров искусственных сооружений, способствующих увеличению скорости и турбулизации ветрового потока;
изменение окраски обнажений горных пород на поверхностях карьера;
аккумуляция тепла в специальных резервуарах; использование глубинного тепла горных пород.
К способам собственно искусственной вентиляции карьеров относятся:
вентиляция с помощью труб и выработок;
вентиляция свободными струями [создаваемыми специальными вентиляторными установками (изотермические струи, неизотермические и источниками тепла (конвективные струи)].
Способы искусственной вентиляции карьеров могут быть также разделены на способы местной и общеобменной вентиляции.
Местная вентиляция используется для очистки от загрязнений сравнительно небольших объемов внутрикарьерного пространства (отдельные забои, взорванные блоки, тупиковые траншеи, перегрузочные пункты и т. п.) и осуществляется вентиляторными установками относительно небольшой мощности.
Общеобменная вентиляция применяется для очистки от загрязнений или всего внутрикарьерного пространства, или значительных его частей (например, рабочих зон). При этом используются установки, создающие мощные воздушные струи, распространяющиеся на сотни метров, расход воздуха в которых составляет тысячи кубических метров в секунду. Функции общеобменной вентиляции обычно выполняют и способы интенсификации естественного воздухообмена в карьерах, которые являются пассивными способами искусственной вентиляции. Эти способы искусственной вентиляции, основанные на использовании специальных вентиляторных установок, являются активными.
Естественное проветривание карьеров осуществляется энергией ветра и естественными термическими силами. Активные средства искусственной вентиляции применяют лишь при небольших скоростях ветра на поверхности, штилях и инверсиях. При этом включение их в работу производится до накопления вредностей в карьере, что предупреждает образование опасных скоплений их и сокращает время вентиляции карьера.
Интенсификация естественного воздухообмена.
Интенсификация естественного воздухообмена в карьерах необходима, особенно при разработках на большой глубине. Тем не менее существующие способы интенсификации воздухообмена весьма ограничены, а эффективность их небольшая. Необходимым условием их применения является наличие достаточно интенсивного движения воздуха на поверхности, при этом положительный эффект достигается при небольших глубинах карьеров. Поэтому применяемые в настоящее время способы интенсификации воздухообмена в карьерах являются вспомогательными средствами их искусственной вентиляции.
Ориентация карьера в плане. Интенсифицировать воздухообмен в карьере можно ориентацией его длинной оси в плане по направлению господствующего ветра (если это позволяет расположение залежи полезного ископаемого). Из рис. 10.1,а видно, что при этом объем зоны рециркуляции ОАВ, в которой воздухообмен менее интенсивен, чем в зоне прямоточного движения OBCD, сравнительно небольшой.
Площадь зоны рециркуляции в плане (заштрихованная область) составляет примерно половину площади карьера. При ориентации карьера короткой осью по направлению господствующего ветра (рис. 10.1,6) объем зоны рециркуляции О'А'А"В' больше объема зоны прямоточного движения О'В'С', а площадь зоны рециркуляции в плане (заштрихованная область) у рассматриваемого карьера составляет 70—80 % его общей площади. В результате воздухообмен в карьере ухудшается.
Очевидно, что этот способ интенсификации воздухообмена приемлем лишь для вытянутых в плане карьеров. Возможности его применения бывают ограничены ориентацией и размерами залежи в плане и рельефом местности.
Рис. 10.1. Схемы, иллюстрирующие влияние ориентации карьера в плане относительно направления господствующего ветра, на воздухообмен в карьере.
Размеры карьера. Соответствующий выбор размера карьера может способствовать улучшению воздухообмена в его атмосфере.
Большое влияние на Проветривание оказывает глубина карьера. Чем она больше, тем меньше скорость воздуха и, следовательно, хуже воздухообмен в карьере.
Угол откоса и профиль борта карьера. Существенное влияние на воздухообмен оказывает уменьшение угла откоса бортов карьера.
Рис. 10.2. Схема влияния отношения Н/L на объем зоны рециркуляции
Do'stlaringiz bilan baham: |