CC BY
66
ГОРНЫЙ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ № 3 март 2001
СЕМИНАР 6
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2001”
МОСКВА, МГГУ, 29 января - 2 февраля 2001 г.
44 © И.Д. Алборов, В.К. ЦарикаеВ,? 2001
УДК 622.
И.Д. Алборов, В.К. Царикаев ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОДАВАЕМОГО
В I ПАУТУ ВОЗПУУА
П
ри комбинированном способе разработки месторождений полезных ископаемых запыленность подаваемого в шахту воздуха нередко превышает ПДК. С увеличением глубины карьера увеличивается протяженность автомобильных дорог и размеры промплощадок - основных источников загрязнения атмосферы. Повышается вынос пылегазовых загрязнений из карьера, в результате запыленность подаваемого в шахту воздуха возрастает. На загрязненность карьерного воздуха в значительной мере влияют буровзрывные работы и эксплуатация ДВС.
Известны различные способы и средства подавления пыли на карьерах [1-3].
1. Пылеподавление на транспортных магистралях
Исследованиями, проведенными на Зырянов-ском карьере [1], установлено, что при отсутствии дождей 10, 20 и 30 %-е растворы хлористого кальция снижают запыленность воздуха до предельно допустимых концентраций в течение 2-5 сут., а 40-50 %-е концентрации - до 10 сут. и более при расходе раствора 1,5-2 кг/м2.
Продолжительность увлажненного состояния дороги на Сорском карьере при запыленности воздуха 2,6-3 мг/м3 составляла: при применении хлористого кальция с расходом 0,6 кг/м2 - 40-50 дней; поваренной соли с расходом 0,6 кг/м2 -10-15 дней; их смеси с расходом 0,3-0,5 кг/м2 -30-40 дней. Но хлористый кальций быстро вымывается дождями.
Применяется раствор сульфитно-спиртовой
барды (ССБ). Его вносят на щебеночное покрытие из расчета 0,5-0,65 кг/м2. Обработанную дорогу выдерживают
3-4 ч, а потом вводят в эксплуатацию. Через 15-25 дней дорогу обрабатывают повторно из расчета 0,25-0,30 кг/м2 ССБ. После этого пылевыде-ление отсутствует в течение 1-1,5 мес.
Другой метод: щебеночное покрытие обрабатывают эмульсией, которая приготовляется из сульфитно-спиртовой барды типа КБЖ, содержащей 53,4 % твердого концентрата, 46,6 % битума марки Б-4 или Б-5, 8-10 % солярового топлива и 40-50 % воды. Однократная обработка обеспечивает в течение трех месяцев хорошее состояние дороги.
При обработке дорог мазутом разрыхленную и спрофилированную поверхность дороги поливают разогретым в гудронаторе мазутом и засыпают слоем щебня 8-10 см. После укатки дорога практически не пылит в течение 20 сут.
На карьерах предприятий цветной металлургии проведены промышленные исследования по закреплению автодорог высокосмолистой нефтью, наносимой специальной установкой.
Автодорогу нефтью обрабатывают в два этапа: сначала с удельным расходом 0,1-0,2 кг/м2 за один проход и суммарным 0,6-0,8 кг/м2, затем через 1-2 сут вторично при расходе нефти 0,02-
0,04 кг/м2.
Нефтяное покрытие значительно снижает износ дороги, скорость автосамосвалов увеличивается на 12 %, расходы на текущий ремонт дороги сокращаются в 3 -4 раза.
Наиболее полно требованиям охраны среды отвечает полиалкилбензольная смола АБ (ТУ-3847-69), содержащая до 10 % полиалкилбензолов, которая впервые применена в практике борьбы с пылью на дорогах. Смола АБ - это вязкая жидкость желтого цвета, нерастворимая в воде, с температурой кипения 180-220 °С и затвердевания 32 °С. Удельный вес смолы 0,944 г/см3, содержание летучих не более 3 %. Является побочным продуктом при производстве изопропил-бензола. Смола АБ применяется в сланцеперерабатывающей и других отраслях промышленно-
сти.
Производственный эксперимент проведен на участке автомагистрали Военно-
Осетинской дороги, покрытой асфальтом, на длине по 1000 м влево и вправо от устья воздухоподающей штольни №22 Архонского рудника, на подъездных дорогах к бункерам, покрытым щебнем, а также на промплощадке Мизурской
штольни Садонского рудника [2].
Обработку смолой проводили при помощи специальной автомашины - цистерны емкостью 3,2 м3. На сливе цистерны монтируется перфорированная труба длиной 3 м для охвата ширины полотна автодороги за два заезда.
Отверстия в трубе размещены на одной трети ее периметра, по возрастающим к концу трубы размерам диаметра отверстий. Три ряда отверстий, расположенных в шахматном порядке, обеспечивают равномерное нанесение слоя смолы на обрабатываемую поверхность. Регулирование расхода смолы осуществляли при помощи заслонки на сливе. Регулировка расхода смолы изменением скорости движения автомобиля нецелесообразна из-за снижения качества нанесения покрытия.
На асфальтированном участке автодороги расход смолы менялся от 0,4 до 1,0 л/м2 с интервалом 0,2 л/м2. На дорогах, покрытых щебнем, и без покрытий - от 1,0 до 1,6 л/м2 также с интервалом 0,2 л/м2. После каждого режима обработки участков проверяли запыленность и срок действия. Запыленность воздуха на автодороге, покрытой асфальтом, проверяли в двух точках, расстояние между которыми 100 м. Запыленность от подъездных дорог и промплощадок определяли на промплощадке. Для повышения достоверности опыта места отбора проб воздуха приняты теми же, что и при оценке запыленности до их покрытия смолой АБ. Пробы воздуха отбирали через пять дней после нанесения слоя.
Данные определения запыленности воздуха в контрольных точках приведены в табл. 1.
Наблюдения за контрольными участками дорог показали, что пылевыделение от них при
Таблица 1 Таблица 2
запыленность воздУАНЫДЕД&Р&ЛАхХ&ОСЛХа на дорогах после
ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТПОВТОРНОЙ ОБРАБОТКИ
Расход смолы, і/м2 Расх од смолыпылйтаость после обрабмевность п ісле обработі
Покрытие : 1°крытие мг/м3- кол отчество дне мг/м3; колі и [ество дн ей
асфальтовое ще „ асфальтс вое I- Щеб4 ночнйе ?5 120 15
5 1,25
0,4 0,3-0,. іі64 0 8-1,0 0,56 0, /5
1,64 3,10 0 60 1 00 1,50
0,6 1
1,42 1,90 4,30 -
0,8 0,79 1,12 1,84 6,40
1,0 0,70 1,10 1,87 5,70
1,0 1,32 2,60 - -
1,2 0,92 1,90 3,04 -
1,4 0,68 1,81 2,15 4,60
1,6 0,64 1,80 2,10 4,20
движении автомашин в начальный период отсутствует или не превышает допустимых санитарных норм, но по мере старения покрытия резко возрастает. Оптимальный расход смолы АБ на дорогах, покрытых асфальтом, составил 0,6-0,8 л/м2, и со щебеночным покрытием - 1,2-1,4 л/м2. При этом срок эффективного действия для обоих видов покрытия смолой АБ составил 12-14 суток.
Повторная обработка тех же участков дорог смолой показала, что срок эффективного действия ее возрастает до 18-19 суток, при этом удельный расход смолы АБ на дорогах, покрытых асфальтом, составил 0,3-0,5 л/м2, а покрытых щебнем - 0,8-1,0 л/м2 (табл. 2).
На карьере «Мукуланский» и руднике «Молибден» ТВМК изучалось состояние атмосферы и эффективность методов пыле-подавления [3]. Установлено, что автомобильный транспорт здесь представляет существенный источник загрязнения атмосферы карьера.
Количество пыли на дорогах достигает 70-90 % от общего количества пыли в карьере, образуемой всеми источниками.
В качестве средства пылеподавления на автодорогах было применено пылесвязывающее вещество - универсин, выпускаемый в соответствии с ВТУ-38-3028-75. Вещество поставляется в железнодорожных цистернах емкостью 50-60 т в готовом для применения виде. Оно обладает незначительной водовымываемостью, нетоксично-стью. Применение универсина позволило снизить запыленность воздуха до уровня норм на срок от
10 до 30 суток.
Перед обработкой покрытия дороги универси-ном производится удаление пыли и грязи. Перед розливом покрытие дорог должно быть сухим. Эксплуатация обработанных дорог допускается не ранее полного впитывания в покрытие: вне-карьерных дорог - через 3 ч, внутрикарьерных -через 0,5 ч.
После полного впитывания универсина производится россыпь щебня (крупностью 3-4 мм) из расчета 0,5-0,6 м3 на 100 м2 полотна дороги. После обработки покрытие уплотняется движением автомобилей.
Расход универсина для обработки покрытия составляет 2 л/м2 при первичной обработке и 0,5 л/м2 при повторном розливе.
Объем покрытия автодорог и расход универсина приведены в табл. 3. С объемом работ справляется одна установка УМП-1.
2. Пылеподавление при экскавации руды
При работе одноковшовых погрузочных машин пылевыделение главным образом происходит в процессе разгрузки ковша [3]. Пылевое облако, образуемое при этом, распространяется не только в зоне работы экскаватора, но и на значительную площадь карьера. Снижение запыленности при работе погрузочных машин должно осуществляться путем правильной расстановки оборудования с учетом направления воздушного потока и рассредоточенного расположения оборудования на смежных участках.
Наибольший эффект пылевыделения обеспечивается гидрообеспыливанием. Подавление пыли происходит, в основном, при смывании пыли с горной породы и смачивании пыли, находящейся в трещинах кусков породы.
Периодичность увлажнения забоев зависит от величины естественной влажности, производительности экскаватора, способа транспортирования горной массы, крепости пород, метеорологических параметров и т.д. Для карьера "Муку-ланский" периодичность увлажнения при существующей технике установлена: летом - один раз в смену, в весенне-осенний период - один раз в сутки.
При производительности экскаваторов ЭКГ-4.6Б-430 т/ч и ЭКГ-8И - 675 т/ч расход воды на поливку забоя составит при работе ЭКГ-4.6Б-21 м3/смену, ЭКГ-8И-34 м3/смену.
Для поливки экскаваторных забоев применя-
ются поливочные машины на базе автосамосвалов БелАЗ-548 и БелАЗ-549. Производительность поливочных машин на базе БелАЗ-548 - 180 м3/ч и БелАЗ-549 - 250 м3/ч.
В целях увеличения эффекта пылеподавления рекомендуется при орошении добавлять к воде смачиватель ДБ в концентрации 0,05-0,1 %, при этом расход жидкости уменьшится на 30 %.
3. Пылеподавление при погрузочноразгрузочных работах
При разгрузке автосамосвалов у рудоспусков пылеподавление осуществляется с помощью воздушно-механической пены, для получения которой используются пеногенераторные установки ГВПВ-100С и пенообразователь ПО-
1. Последний представляет собой нейтрализованный керосиновый контакт, содержащий не менее 45 % сульфокислот, 4,5 % костного клея и 10-11 % этилового спирта и этиленгликоля.
Воздушно-механическая пена представляет собой ячеистую среду, состоящую из пузырьков воздуха, оболочкой которых является водный раствор пенообразователя. Пузырьки пены обладают способностью поглощать пылинки.
Для получения устойчивой высокократной пены необходимо обеспечить следующие условия:
• жесткость воды не более 20 мг-экв/л и рН=6/8;
• концентрация пенообразователя в растворе
4-5 % для ПО-1;
• расход пенообразующего раствора из расчета не более 0,5 л на один кубометр воздуха в минуту;
• скорость проходящего через сетки воздушного потока 5-12 м/с;
• пеногенератор располагается не далее 5 м от места образования пылевого облака;
• давление воды в водопроводном ставе и ее расход должны составлять соответственно не менее 2 ат и не менее 150 л/мин.
На Архонском руднике применен пенный способ, основанный на смешении разгружаемой руды с пеной, хорошо зарекомендовавший себя также при обеспыливании процесса бурения и транспортировки [2]. Пеногенераторы барабанного типа, используемые при бурении и транспортировке минералов, малопроизводительны и не обеспечивают регулировку подачи пены. Поскольку при разгрузке руды необходимо большое количество пены с высокой ско-
РАСХОД ПЕНОРАСТВОРА В ЗАВИСИМОСТИ ОТД А Т І о о А
Диаметр сопла, мм 2,5 3,5 4,0 5,0 7,5
Расход пенораствора, л/мин 5-10 10-15 25-35 35-55 55-80
ростью подачи, то наиболее полно этим условиям удовлетворяют пеногенераторные установки вентиляционного типа.
Разработанные ПермНИУИ пеногенераторные установки ПГ-4 и ПГ-5 характеризуются большими габаритами и сложностью монтажа. Для использования ПГ-5 на рудном опрокидывателе Архонского рудника установка была усовершенствована так, чтобы она вписалась в ограниченное пространство между уровнем пола и монтажной площадкой.
Установка состоит из вентилятора Ц4-70 №4 с электродвигателем мощностью 4 кВт и числом оборотов 1400 в минуту, воздуховода диаметром 240 мм, диффузора и колена. В диффузоре размещена распределительная насадка и кассета с нержавеющей сеткой. Пенораствор готовится в смесителе, вода подается по водопроводной магистрали. Пенообразователь под действием разрежения, создаваемого эжектором, по шлангу поступает из емкости 1,5 м3, которая имеет регулирующий клапан, обеспечивающий поступление пенообразователя в нужном объеме в смеситель.
Регулирующий клапан с электромагнитным приводом и защелкой блокируется с электродвигателем, а работа вентилятора - с включением вагонеточного опрокидывателя. Для регулирования подачи воздуха на нагнетательной стороневентилятора в воздуховоде установлен дроссель. Подача пены начинается с момента включения вагонеточного опрокидывателя. Для придания направленности потоку пены пенопровод заканчивается поворотным коленом.
В зависимости от интенсивности разгружаемой горной массы подача пенообразователя в смеситель регулируется кла паном. Устойчивость подачи пены регулируется дросселем на воздуховоде. Расход пенораствора регулируется реду-кционным клапаном, установленным на водопроводной магистрали или же под-бором взаимозаменяемых сопел (табл. 4).
В качестве пенообразователя в установке используется пенообразующая жидкость ПО-1, ГОСТ
6948-54. ПО-1 является продуктом переработки нефти. Это темнокоричневая вязкая жидкость плотностью 1,12 г/см3, состоящая из керосинового контакта (контакт Петрова)
- 84±3 %, костного клея (желатина) - 4,5±1 % этилового спирта
сырца - 11±1 % и каустической соды - 0,5%. Контакт Петрова - поверхностно-активное вещество, обеспечивающее пенообразование. Он не горюч и почти наполовину состоит из растворенных в воде натриевых солей сульфанафтановых кислот. Костный клей вводится для придания пене нужной стойкости, а каустическая сода - для нейтрализации пенообразователя. Пенообразователь застывает при температуре -8 С. Получение пены высокой кратности и стойкости обеспечивает 2-3 % раствор пенообразователя ПО-1. Срок действия пены зависит от объема воздуха, содержащегося в ней. При включении кругового опрокидывателя пенная струя, направленная в центр потока разгружаемой руды, постепенно перемешивается с рудой, в результате чего частицы руды (пыли) обволакиваются тонкой пленкой пенообразующего раствора. Это способствует коагуляции пыли и прилипанию ее к поверхности крупных фракций.
В результате обработки пеной разгружаемой в бункер руды достигается прочное и длительное связывание пылевых частиц и резкое снижение пылеобразования при выгрузке руды из бункера в автомашины. В условиях Архонского рудника действие пены в течение 30 мин обеспечивает эффективное связывание пыли при разгрузке руды и предупреждает пылевыделение при перевозке.
Техническая характеристика пеногенераторной установки
Давление воды в водопроводной магистрали, МПа 0,5-0,6
Производительность по пене, м3/мин максимальная 45 минимальная 7
Расход пенораствора, л/мин
максимальный 80
минимальный 7
Расход воды для получения 1м3 пены, м3 0,6
Кратность пены до 500-600
Производственные испытания пенного способа пылеподавления на вагонеточном опрокидывателе Архонского рудника при помощи пеноге-
Таблица 5
нераторной установки подтвердили его высокую эффективность. Значительно снизилась запыленность воздуха при разгрузке руды в опрокидывателях, а также при загрузке автомашин рудой и ее транспортировке. За период эксперимента запыленность воздуха не превысила допустимые нормы.
В табл. 5 приведена запыленность воздуха в контрольных точках.
4. Предупреждение пылеобразования на промплощадках
Орошение поверхности открытых складов руды на промплощадках снижает пылеобразование в 3-4 раза [2]. Однако орошаемая поверхность быстро высыхает и через 0,5-1 ч процесс пыле-образования возобновляется. Промплощадки шахт асфальтируют и озеленяют, поливают водой пыльные шахтные дорожные покрытия, орошают примыкающие к возухоподающему стволу территории промплощадки с помощью стационарных оросительных установок, оборудованных гидрооросителями и туманообразователями.
В местах разгрузки вагонеток предусматривают отсос запыленного воздуха из надбункерного пространства с последующей очисткой от пыли. Свежий воздух подается по специальным вентиляционным стволам, расположенным на достаточном отдалении от промплощадки и не связанным с грузовыми околоствольными дворами. Для удаления пыли, осевшей в стволе на армировке, расстрелах и стенках, ее периодически смывают водой.
При недостаточной эффективности наружных водяных завес на промплощадке шахты устанавливают водяные завесы в стволе. Так, например,
на руднике «Ингулец» в стволе шахты установлены два оросительных кольца, на каждом из которых укреплено по 16 оросителей конструкции МакНИИ, обеспечивающих перекрытие распыленной водой всего сечения ствола.
5. Нейтрализация выхлопных газов ДВС
В соответствии с п. 487 «Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» (1992) применение в карьерах автомобилей, бульдозеров, тракторов и других машин с двигателями внутреннего сгорания допускается только при наличии приспособлений, обезвреживающих ядовитые примеси выхлопных газов.
Представляет интерес работа [4], связанная с разработкой нейтрализатора для карьерного автотранспорта. Инерционно-каталитический нейтрализатор, созданный в ИГД МЧМ СССР, состоит из корпуса с реактором, содержащим гранулированный катализатор.
Нейтрализатор крепится к раме автомобиля при помощи кронштейна и подсоединяется к выхлопной системе двигателя посредством эластичной вставки из металлического рукава.
В нейтрализатор отработавшие газы поступают через улиткообразный патрубок и после взаимодействия с катализатором направляются для подогрева кузова автомобиля или выбрасываются в атмосферу через эжектор.
Особенностью нейтрализатора является формирование газовым потоком двух взаимозависимых слоев катализатора — псевдоожи-женного (над входной сеткой) и статического (на выходе газов из реактора) при непрерывном взаимообмене гранул катализатора между слоями. Подвижность каталитических гранул предотвращает спекание, загрязнение и дезактивацию катализатора. Наличие статического слоя исключает образование и проскакивание через катализатор газовых пузырей.
Данные о промышленных испытаниях нейтрализаторов приводятся в табл. 6.
Результаты анализов отработавших газов автосамосвала БелАЗ-540А даны в табл. 7.
ЗАПЫЛЕННОСТЬ ВОЗДУХА В КОНТРОЛЬНЫХ ТОЧКАХ ПОСЛЕ ПЕННОГО ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯНА ОПРОКИДЫВАТЕЛЕ
Место отбора проб воздуха Расход пенораствора, л/т Запыленность воздуха, мг/м3
У пульта управления опрокидывателем 7 4,63
10 2,77
13 1,10
У пульта управления вибропогрузкой 7 4,75
10 2,80
13 1,20
Предприятие Автосамо- свал Число самосвалов с нейтрализаторами Число установленных нейтрализаторов Пробег каждого самосвала, тыс. км Продолжительность работы, мес
Центральный карьер БелАЗ-540А 3 6 20-30 14
Бакальского РУ КрАЗ-256 1 1 10 14
Комбинат Ураласбест БелАЗ-540А 1 2 35 12
Шарташский БелАЗ-540А 1 2 80 23
гранитный карьер БелАЗ-540А 1 2 70 17
Всего: 7 13 270 108
Таблица 7
Примечание. Знаки + и - означают соответственно снижение и повышение концентрации компонента после нейтрализатора. Повышение концентрации токсичных компонентов после нейтрализаторов объясняется, по-видимому, несовершенством существующих методов отбора проб и завышенной подачей топлива в цилиндры дизеля.__________________________________
Расход катализатора «Азинефтехим-670» при нормальном техническом состоянии двигателя и его топливной системы не превышал 10 % первоначальной загрузки на 10-15 тыс. км пробега; при использовании сетчатых капсул снижался до
1 %.
По данным хронометражных замеров и наблюдениям водителей, установка нейтрализатора практически не отражалась на тяговых и ходовых характеристиках автомобиля.
Монтаж двух нейтрализаторов на автосамосвале БелАЗ-540А занимал 1,0-1,5 чел-смены.
По материалам исследований [5] возможно увеличение количества токсичных веществ при неполном сгорании топливной смеси, что чаще всего происходит при завышенной подаче топлива в систему питания дизельных двигателей.
К повышению вредных примесей в отработавших газах приводят и другие причины, основными из которых являются: применение загрязненного топлива, неправильный выбор марки дизельного топлива, попадание в систему питания воздуха и воды, наличие излишек масла в карьере и воздухоочистителе двигателя, недостаточная подача воздуха в цилиндры
дизеля, повышенный износ деталей поршневой группы.
Другие причины: двигатель перегружен или плохо прогрет, неисправная топливная система, в частности, износ плунжерных пар, зависание игл форсунок и т.д.
Таким образом, для снижения токсичности выхлопных газов особое внимание необходимо обращать на техническое состояние ДВС.
6. Очистка воздуха с помощью электрофильтров
Для высокогорных рудников необходимы специальные средства очистки воздуха с пределами запыленности до 5 мг/м3, крупностью пыли до 5 мкм и большим объемом очищаемого воздуха. Для очистки от пыли таких объемов воздуха наиболее эффективны электрофильтры [2].
Учитывая высокие эксплуатационные качества в подземных условиях, низкую стоимость очистки и простоту обслуживания электрофильтров ЭПМ-55, они были применены для очистки входящего потока воздуха на Архонском руднике.
Техническая характеристика ЭПМ-55
55000
до 10,0 менее 0,2
98
Производительность, м3/ч Запыленность, мг/м3
на входе на выходе Степень очистки при начальной запыленности 10 мг/м3, %
Напряжение, кВ 24-24,5
Сила тока высокого напряжения, МА
130-145
Потери депрессии, Па 12
Концентрация водного тумана на выходе, г/м3
0,5
Габариты, мм 2950х2550х900
Технические условия эксплуатации электрофильтров ЭПМ-55 на Архонском руднике
Состав воздуха, поступающего на очистку в электрофильтр, %
О2 20,5
N2 79
Средняя температура воздуха, °С 20 Разряжение воздуха, Па 0,133ч0,147х105
Содержание пыли в воздухе, мг/м3
2,3ч15-20
Скорость воздуха в электрофильтре, м/с
3,6-5,0
Радиус коронирующего электрода, м
0,002
Расстояние между коронирующими электродами, м 0,102
Активная длина коронирующих электродов в одном агрегате, м
2,08 х 126 = 253 Количество осадительных электродов в одном агрегате, пакетов 40 по 3 шт.
Рабочая поверхность осаждения (площадь осадительных электродов одного агрегата), м2
30,8
Расстояние между плоскостями осадительных и коронирующих электродов, м
0,052
Длина электрического поля, м 0,8
Активная площадь сечения одного электро-
фильтра, м2
4,8
Объем очищаемого воздуха двумя агрегатами,
м /с
36
В соответствии с разработанной методикой, два агрегата электрофильтров ЭПМ-55 установлены за нагнетательным вентилятором главного проветривания. Питание электрофильтров ЭПМ-55 осуществляется от одного агрегата питания АИФ-400 завода «Актюбрентген». Ток питания выпрямляется полупроводниковым выпрямителем. Величину тока регулируют вручную для повышения точности эксперимента.
Перед входом воздуха в активную часть фильтра на расстоянии 6 м от него подаваемый на очистку воздух орошается водяной завесой с семью форсунками механического действия. Образовавшийся пылеводяной туман поступает в аппарат. В электрическом поле коронного разряда частицы пыли и капельки воды получают электрические заряды и осаждаются на осадительных и частично на коронирующих электродах. Уловленная пыль с каплями воды стекает на поверхности электродов в виде тонкой пленки в нижнюю часть фильтра и далее по углублению фундамента в водосточную канаву штольни №22. Расчетное количество воздуха для проветривания составляет 33,5 м3/с.
Исследования проводили при режимах производительности 30-40 м3/с, паспортная производительность двух агрегатов ЭПМ-55
- 30 м3/с. Определяли величину тока короны, напряжение высокой стороны, расход воды, запыленность на входе и выходе фильтра, а также степень пылеулавливания. Данные представлены в табл. 8.
Таблица 8
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ЭЛЕКТРОФИЛЬТРАМИ ЭПМ-55 (РАСХОД ВОДЫ 0,45-055 Г/М3)
Объем очищенного Запыленность, мг/м3 Эффективность
воздуха, м3/с на входе на выходе очистки, %
30 3 0,21 93,0
36 3 1,0 66,0
40 3 2,0 33,3
Эффективность электрофильтров ЭПМ повышается при оптимизации оросительной системы с предотвращением вторичного пылеуноса потоком с поверхности осадительных электродов. Иссле-
нанесен тонкий слой компрессионного масла М-12.
Испытания проводили при запыленности поступающего на очистку воздуха и при производительности электрофильтра 36, 40, 44, 48 м3/с, а затем при запыленности 10, 15, 20 мг/м3 и одинаковой производительности, токе короны 110 мА и напряжении 23,2 кВ. Результаты исследований даны в табл. 9.
7. Применение гидроуловителей
Для улавливания тонкодисперсной пыли
Таблица 9
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ЗАПЫЛЕННОСТИ ВХОДЯЩЕЙ СТРУИ
Объем воздуха, м3/с Скорость фильтрации, м/с Запыленность, мг/м3 Эффективность, %
на входе на выходе
36 3,8 3 0,15 95,0
40 4,2 3 0,25 92,5
44 4,6 3 0,35 88,0
48 5,0 3 0,40 86,7
36 3,8 10 0,27 97,3
40 4,2 10 0,34 96,6
44 4,6 10 0,40 96,0
48 5,0 10 0,44 95,4
36 3,8 15 0,30 98,0
40 4,2 15 0,35 97,7
44 4,6 15 0,40 97,3
48 5,0 15 0,50 96,7
36 3,8 20 0,36 98,4
40 4,2 20 0,44 97,8
44 4,6 20 0,55 97,5
48 5,0 20 0,75 96,3
дования были направлены на решение указанных задач с целью возможного расширения диапазона эффективного использования электрофильтров ЭПМ-55 по величине пылевой нагрузки и объему очищаемого воздуха.
Для повышения пылеулавливающей способности электрофильтра ЭПМ-55 проведена реконструкция:
• оросительная система фильтра подключена к водопроводной магистрали питьевого снабжения;
• в водопроводную магистраль перед оросительной системой подключено омагничивающее устройство и установлен фильтр конструкции, разработанной в СКГМИ, для очистки воды;
• на поверхность осадительных электродов
можно использовать воздухоочистительные установки «Фиагдон» и Ф-1 [6]. Они применяются для очистки воздуха, подаваемого в очистные и проходческие забои (установки подключаются к всасу вентиляторов местного проветривания); входящей струи воздуха в шахту при использовании их в сети вентилятора главного проветривания; исходящей струи (подключаются в сеть вытяжной системы вентиляции).
Установка «Фиагдон» (рис. 1) присоединяется к всасу вентилятора. Запыленный воздух, поступая в патрубок 1, разгоняется по конфузору 2 до 30 м/с. Струя воздуха, ударяясь о поверхность воды, образует под рассекателем 3 воздушную смесь, которая поступает в канал пылеуловителя. Здесь водовоздушная буря непрерывно меняет
зш
направление движения, при этом пылевые частички, сталкиваясь с водяными каплями, смачиваются, каогулируются. Водяные капли с каогу-лированными пылевыми частичками, имеющие большую массу инерции, при изменении направления потока оседают на элементы каплеулови-
теля 4, смываются и по сливной трубе 6 попадают обратно в емкость 7. Шлам оседает на дно емкости и периодически выпускается через выпускное отверстие 8. Установка монтируется на раме шахтной вагонетки 9. Уровень воды в емкости поддерживается поплавковым клапаном 10. Опыт эксплуатации фильтра «Фиагдон» дает основание широко рекомендовать его для обеспыливания воздушных потоков
Рис. 1. Гидроуловитель «Фиагдон»:
1 - патрубок; 2 - конфузор; 3 - рассекатель; 4 - каплеуло-витель; 5 - трубчатый каплеуловитель; 6 - сливная труба;
7 - емкость; 8 - выпускное отверстие; 9 - шахтная вагонетка; 10 - поплавковый клапан
Рис. 2. Гидроуловитель Ф-1:
1 - патрубок; 2 - каплеуловитель; 3 - емкость; 4 - выходной патрубок; 5 - выпускное отверстие; 6 - поплавковый клапан
при последовательном проветривании забоев.
Гидропылеуловитель Ф-1 имеет высокий КПД пылеулавливания, легок при перемещении и работает безотказно. У Ф-1 по сравнению с гидропылеуловителем «Фиагдон» следующие новшества: отсутствуют рассекатели на пути движения водовоздушной смеси и каплеуловители различных профилей; есть тупиковый (глухой) отросток для улавливания капель; емкость для жидкости выполнена заодно с воздухоподводным отводом; входной патрубок, представляющий отвод под углом 90°, плавно переходит в перевернутые отводы, которые являются емкостью для жидкости; он имеет меньшее гидравлическое сопротивление.
Гидропылеуловитель Ф-1 подключается к вса-су вентилятора патрубком 1. Запыленный воздух входит в патрубок, затем струя по касательной направляется к поверхности воды. Вследствие высокой скорости (до 35 м/с) движения воздуха на стыке емкостей возникает нечто вроде прибоя. Образуется воздушная смесь, в которой пылевые частички смачиваются и каогулируются. Водяные частички с каогулированными пылевыми частичками, имеющие большую массу инерции при ударе о тупиковую стенку каплеуловителя 2, смываются обратно в емкость 3, а очищенный воздух изменяет свое направление и через сетку выходного патрубка 4 выходит наружу. Шлам оседает на дно емкости и периодически выпускается через отверстие 5. Уровень воды регулируется поплавковым клапаном 6. Размеры установки: 1800х450х2250 мм, что позволяет свободно размещать ее в горной выработке.
Гидропылеосадители имеют высокую эффективность пылеподавления.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Михайлов А.М. Охрана ок- бом. Москва, Недра. 1981. пасностью окружающей природ-
ружающей среды при разработке 2. Алборов И.Д. Технология ной среды на горных предприяти-
месторождений открытым спосо- управления экологической безо- ях Северного Кавказа. Из-во «Те-
ГОРНЫЙ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ № 3 март 2001
рек». Владикавказ, 1999.
3. Алборов И.Д., Теблоев Р.А. Экология технологических процессов на карьере «Мукуланский». Вестник МАНЭБ, 1998, №10.
4. Афанасьев К.М. О разработ-
ке нейтрализатора для карьерного автотранспорта. Горный журнал, 1976, №5.
5. Царикаев В.К. Эксплуатация тракторов и бульдозеров в зимнее время. Магадан, кн. изд., 1969.
6. Сабаткоев М.М., Иваницкая Х.Н., Алборов И.Д. Гидропылеоса-дители «Фиаг-дон» и Ф-1. Безопасность в промышленности, 1976, №5.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ =
/-------------------------------------------------------------------------7
Алборов И.Д. - профессор, доктор технических наук, Северо-Кавказский государственный технологический университет.
Царикаев В.К. - кандидат технических наук, Северо-Кавказский государственный технологический университет.
/_
