Научная статья на тему 'Исследование пылевой динамики в загрузочных комплексах при изменении схемы вентиляции рудника'

Исследование пылевой динамики в загрузочных комплексах при изменении схемы вентиляции рудника Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
75
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РУДНИК / MINE / СКИПОВОЙ ПОДЪЕМ / SKIP LIFT / DUST AEROSOL / VENTILATING SHAFTS / МОДЕЛЬ / MODEL / МОДЕЛИРОВАНИЕ / MODELING / ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ СТВОЛ / ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЕ / СКИП / СОЛЯНОЙ АЭРОЗОЛЬ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Зайцев Артем Вячеславович, Трушкова Надежда Анатольевна, Гришин Евгений Леонидович, Исаевич Алексей Геннадьевич

Представлены результаты исследования запыленности воздуха в загрузочных комплексах стволов №3 и №4 рудника 4РУ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Зайцев Артем Вячеславович, Трушкова Надежда Анатольевна, Гришин Евгений Леонидович, Исаевич Алексей Геннадьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Research the dust dynamics in the feeding skips with scheme mine ven-tilation modification

In this paper represent results research dust dynamics in feeding skip for shafts №3 and №4.

Текст научной работы на тему «Исследование пылевой динамики в загрузочных комплексах при изменении схемы вентиляции рудника»

© A.B. Зайцев, H.A. Трушкова, Е.Л. Гришин, А.Г. Исаевич, 2013

УДК 622.4

А.В. Зайцев, Н.А. Трушкова, Е.Л. Гришин, А.Г. Исаевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЫЛЕВОЙ ДИНАМИКИ В ЗАГРУЗОЧНЫХ КОМПЛЕКСАХ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ СХЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ РУДНИКА

Представлены результаты исследования запыленности воздуха в загрузочных комплексах стволов №3 и №4 рудника 4РУ.

Ключевые слова: рудник, вентиляционный ствол, скиповой подъем, пылевыделе-ние, скип, соляной аэрозоль, модель, моделирование.

Л ля борьбы с внешними утечками, улучшения качества вентиляции и уменьшения влияния пыли, выделившейся при разгрузке на образование наростов пыли на расстрелах и крепи ствола на РУ 4 вентилятор главного проветривания (ВГП) будет расположен в подземных условиях. В результате переноса ВГП изменится режим вентиляции скиповых стволов № 3 и №4, также это приведет к изменению схемы движения воздушных потоков в загрузочных комплексах.

Изменение схемы вентиляции приведет опрокидыванию депрессии на участке «камера питателей - скиповой ствол». Это может привести к поступлению запыленного воздуха в камеру питателей, засыпанию оборудования пылевыми частицами, что приведет к трудностям его эксплуатации.

В связи с этим необходимо выполнить исследования и разработать мероприятия по проветриванию и снижению пылевыделе-

ния в загрузочных комплексах.

Ниже вентиляционного горизонта расположены дозаторные камеры, в которых производится загрузка руды в скипы. Южная дозаторная расположена на отметке -463,8 м, северная - на отметке -446,8 м. Емкость доза-торной камеры соответствует емкости скипа. Схематичное изображение загрузочного комплекса скипов приведено на рис. 1.

На рис. 1 видно, что на данном участке можно выделить три технологических процесса, сопровождающихся интенсивным пылевыделением, а именно загрузка руды из бункера на

Рис. 1. Схематичное изображение загрузочного комплекса скипов

Рис. 2. Общий вид и морфология частиц пыли осевшей на стекле(а), агрегат слипшихся частиц пыльцы (б) и сростки галита с сильвином (в)

Таблица 1

Результаты замеров концентрации пыми в местах загрузки скипов ствола №4

Процесс Наименование места отбора T, 0С W,% ПДК мг/м3 Результаты измерения запыленности, мг/м3

Ствол № 4, Северная дозаторная камера

Загрузка скипа Нижняя площадка 24,8 47 5 11196.95

Загрузка доз.камеры Нижняя площадка 923.45

Загрузка скипа Верхняя площадка 2326.5

Ствол № 4, Южная дозаторная камера

Загрузка скипа Нижняя площадка 24,6 41 5 16676.95

Загрузка доз.камеры Нижняя площадка 448.95

Загрузка скипа Верхняя площадка 2107.7

конвейер (область 1), перегрузка руды в дозатор (область 2) и загрузка руды в скип (область 3).

Для исследования фракционного и химического состава пылевого аэрозоля отбирались пробы витающей и осевшей пыли при помощи предметных стекол. Пробы исследовались при помощи микроскопа Tescan VEGA 3 LHM.

Исследование взвешенных пылевых частиц, показало, что все они сложены частицами размером менее 200 микрон (0,2 мм).

В табл. 1 представлены результаты замеров концентрации пыли в загрузочном комплексе ствола №4, анало-

гичные результаты получены при замерах концентрации пыли в местах загрузки скипов на стволе №3.

В предположении, что воздушный поток турбулентный и размер пылевых частиц не превышает 200 микрон (0,2 мм), движение пылевого аэрозоля описывается уравнением турбулентной диффузии, которое имеет вид [1, 2]:

= Вт У2с - (у)с + (цР?)с + Ш

Это диффузионный перенос пыли за счет механизма турбулентной диффузии (первое слагаемое), конвективного переноса пыли за счет движения воздушной среды (второй

Рис. 3. а) Схема установки пылеуловителей на горизонте -440 м, б) распределение воздушных потоков в камере питателей при производительности пылеуловителей 250 м3/мин

слагаемое), дрейфа частицы пыли из-за влияния внешних сил (третье слагаемое) и действия источников пыле-образования в рассматриваемой точке (четвертое слагаемое). Поскольку за перенос отвечают первые три слагаемых, сделаем оценочное сравнение каждого из них, определившись некоторыми характерными значениями длины Ь и скорости движения воздушной среды и. Тогда получаются следующие оценки:

О V2 с ~ ^Т-с

(^)с ~ Ьс

(2)

(V)

с ~ ь^с

Из полученных соотношений видно, что определяющую роль в распространения пылевого аэрозоля играет механизм его конвективного переноса воздушной средой.

При вводе ВГП в подземных условиях в месте сопряжения вентиляционных штреков со стволом образуется зона избыточного давления, движение воздушных потоков через загрузочный комплекс изменится и будет направлено из ствола в камеру питателей, поэтому для недопущения попадания исходящей запыленной струи

воздуха в камеру питателей необходимо ее аэродинамически изолировать от ствола.

Для снижения пылеобразования в камере питателей необходим монтаж пылеулавливающего короба над конвейером и организация пылеотсоса у мест загрузки конвейера и его разгрузки в дозатор.

Ствол № 4 становится воздухопо-дающим. Согласно результатам моделирования свежий воздух будет поступать по стволу в рудник в объеме 5102 м3/мин.

Таким образом, необходимо часть воздуха из ствола очищать от пыли и подавать в камеру питателей. Пылеуловители целесообразно разместить аналогично предыдущему варианту, в камерах питателей ствола № 4 так, как это показано схематично на рис. 4.

Для выбора производительности пылеуловителей на основании полученных данных построена модель в приложении РЬшБтиЫюп программного комплекса БоМШогкэ и проведено численное моделирование. Было установлено, что интенсивное движение воздуха внутри камеры обеспечивается при производительности пылеуловителей 150 м3/мин. На рис. 4 представлены результаты расчета воздухораспределения в камере

В работе проведены исследования запыленности воздуха в загрузочных комплексах скиповых стволов №3 и №4 4 РУ.

Проведенные исследования фракционного и химического состава витающей и осевшей пыли позволили создать модель загрузочного комплекса, соответствующую натурным данным, что впоследствии позволило подоб-

Рис. 4. Линии тока движения воздуха в камере пи- рать наиболее эффектив-тателей при организации воздухозабора из ствола ные технические ре0ения и защитного короба по обеспечению провет-

ривания и обеспыливанию воздуха в загрузочных питателей при производительности комплексах стволов № 3 и №4 руд-каждого пылеуловителя 250 м3/мин. ника 4 РУ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Медведев И.И., Красноштейн А.Е. Аэрология калийных рудников. Свердловск, УрО АН СССР, 1990, 250 с.

2. Медведев И.И., Красноштейн А.Е. Борьба с пылью на калийных рудниках. М., «Недра», 1977. 192 е.. ЕШ

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Зайцев Артем Вячеславович - кандидат технических наук, младший научный сотрудник, Трушкова Надежда Анатольевна - инженер, телефон: (342) 216-75-02 Гришин Евгений Леонидович - младший научный сотрудник, [email protected] Исаевич Алексей Геннадьевич - кандидат технических наук, зав. сектором, aero [email protected]

Горный институт Уральского отделения Российской академии наук.

А

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.