Влияние ветровых нагрузок на процесс пыления хвостохранилища Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

международный научный журнал «инновационная наука» №11/2015 issn 2410-6070

Выводы. Таким образом, в результате проведенных теоретических и эксперимен-тальных исследований нами разработана аналитическая методика по расчету прочности автомобильных зимних дорог на болотах. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными. Приведенная в статье методика расчета является достаточно простой, научно обоснованной и допускает широкое применение ЭВМ. Она позволяет проанализировать влияние различных факторов на прочность зимних дорог на болотах, например, ширину дорожной одежды, что другими методиками расчета не учитывается.

Список использованной литературы

1. Каган Г. Л. Расчет несущей способности промороженного торфяного покрова //Нефтепромысловое строительство. - 1972, №7. - с.2 ... 11

2. Морозов ВС. Расчет и проектирование оснований зимних дорог на болотах: Учебное пособие. -Архангельск: РИО АГТУ, 1999. -236 с.

3. Строительство промысловых сооружений на мерзлом торфе / С. С. Вялов, Г. Л. Каган, А. Н. Воевода, В. И. Муравленко. - М.: Недра, 1980.-144 с.

4. Технологические карты и правила строительства и содержания зимних автомобильных лесовозных дорог с продленным сроком действия / ВС. Морозов, Ю.Г. Яковенко, В. П. Симаков. - Архангельск, СевНИИП, 1990. -125 с.

5. Уваров Б. В., Яковенко Ю. Г. Определение минимальной допустимой толщины промороженного слоя торфа на зимних лесовозных дорогах //Лесной журнал, 1983, №3. - с. 34 ... 38 (Изв. высш. учеб. заведений).

6. Морозов B.C. Рекомендации по применению сезонных зимних лесовозных дорог на болотах. -Архангельск: Изд-во АГТУ, 2000. -124 с.

© Морозов В.С., 2015

УДК 622.271

А.В. Немировский

Аспирант, Московский горный институт НИТУ МИСиС г. Москва, Российская Федерация

ВЛИЯНИЕ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК НА ПРОЦЕСС ПЫЛЕНИЯ ХВОСТОХРАНИЛИЩА

Аннотация

При разработке железорудных месторождений открытым и подземным способами обогатительный передел полезного ископаемого предусматривает формирование хранилищ пустой породы, которая вследствие мелкой дисперсности легко попадает в атмосферу и наносит вред окружающей среде, загрязняя прилегающие территории и сельскохозяйственные угодья, что в свою очередь представляет важную практическую задачу. В статье рассмотрено влияние ветровых нагрузок на процесс пыления хвостохранилища. Путем математических преобразований была выведена формула для расчета скорости восходящего потока воздуха, поднимающего частицу пыли с поверхности хвостохранилища в атмосферу. На основании этого построена зависимость, скорости взметывания частицы от его диаметра (при различных плотностях), что позволило определить один из управляемых факторов, позволяющих снизить пыление хвостохранилища, за счет рационального формирования уклона поверхности пляжей.

Ключевые слова Хвостохранилище, пыль, аэродинамическая сила, скорость потока

Интенсивность пыления участков хвостохранилища определяется ветровым режимом района, который формируется в зависимости от особенностей рельефа местности под влиянием циркуляционных процессов в атмосфере. Роза ветров в каждом регионе зависят от времени года и имеют различную интенсивность. Например,

международный научный журнал «инновационная наука»

№11/2015

issn 2410-6070

по данным Белгородского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды среднемесячные скорости ветра изменяются от 3,2 м/с (июль) до 5,2 м/с (февраль) [3]. Наибольшая наблюдавшаяся скорость ветра достигала 29 м/с в апреле 1998 года. Среднегодовая скорость ветра составляет 4,16 м/с.

Хвосты содержат кварцсодержащие минералы с удельным весом около 3 г/см3 и железосодержащие минералы с удельным весом до 5 г/см3. Соответственно, различаются подъемные силы ветра для частиц одинакового размера и с различной плотностью.

Аэродинамическая сила ветра, поднимающая частицу, зависит от величины динамического напора восходящего воздушного потока и рассчитывается по формуле:

F = с 5

'а 2 2

(1)

где о2 - коэффициент аэродинамического сопротивления; о2=1,0... 1,5; более точные расчеты осуществляют по формуле Л.С. Клячко:

24 4

С =--1--'

' * + 1/3; (2)

ф V

Яе = —;

Яе - число Рейнольдса, 7

у - кинематическая вязкость воздуха, м2/с; р - плотность воздуха, кг/м3; V - скорость воздуха, м/с; Бм - миделево сечение частицы, м2.

Приравнивая аэродинамическую подъемную силу к силе веса, получим выражение для расчета скорости восходящего потока, поднимающего частицу:

v =

4 gd рт 3 cz р

(3)

где ё - диаметр частицы, м; g - ускорение свободного падения; рт - плотность частицы, кг/м3; Выполним оценку скорости восходящего потока, поднимающую частицу диаметром 0,0766 мм, плотностью 3100 кг/м3 и воздушным потоком плотность 1,18 кг/м3,при коэффициенте аэродинамического сопротивления 1,2. Расчет по формуле (3) приводит к результату:

4 9,81 • 0,0766 • 10-3 3 12

3100 1,18

= 1,48 м/с

На рисунке 1 представлены графические зависимости скорости взметывания частицы при различных плотностях. Видно, что частицы крупные и с большой плотностью труднее поднять вверх. Если рассматривать проблему с позиций предотвращения пыления хвостохранилища, то в данном процессе управляемым фактором является скорость восходящего потока, величина которой может быть уменьшена, например, за счет

1) рт=4500 кг/м3; 2) рт=4000 кг/м3; 3) рт=3500 кг/м3; 4) рт=3000 кг/м3; 5) рт=2500 кг/м3;

Рисунок 1 - Скорость взметывания частицы при различных плотностях

V =

международный научный журнал «инновационная наука» №11/2015 issn 2410-6070

Однако аномально высоких порывов ветра исключить невозможно. По многолетним данным в Белгородской области скорость ветра, на высоте 10 м, возможная один раз в год, составляет 20 м/с; в 5лет -23 м/с; в 10 лет -25 м/с; в 15 лет - 29 м/с; в 20 лет - 30 м/с. Очевидно, в случае ураганных порывов ветра для исключения пыления необходимо осуществить чрезвычайные мероприятия, например, интенсивное и масштабное орошение пляжей. Конечно, повышенные ветровые нагрузки на поверхности хвостохранилища приносят одну из основных проблем загрязнения атмосферного воздуха.

Удерживающая способность частиц на поверхности хвостохранилища зависит от их влажности и величины адгезионных сил, на контакте между частицами. Вода, под действием сил поверхностного натяжения, не дает частицам рассыпаться. Однако способность грунтов к удержанию свободной или капиллярной воды на большой части хвостохранилища невысокая. Усредненные коэффициенты фильтрации воды в зоне слива составляет порядка 2,0 - 5,0 м/сут, в промежуточной зоне 0,2 - 1,0 м/сут, а в центральной зоне - менее 0,1 - 0,5 м/сут.

Капиллярные силы частично подтягивают воду к свободной поверхности. В соответствии с формулой Жюрена высота поднятия жидкости в капилляре определяется зависимостью [2, c.302]

4ocosß

h =-

"•кап j

Р9а к (4)

где Нкап - высота поднятия жидкости в капилляре, м;

а - поверхностное натяжение, Н/м;

9 - уголь смачивания;

dK - диаметр капилляра, м.

Исходя из формулы (4) рассмотрим управляемые факторы, способствующие подъему жидкости. Увеличение поверхностного натяжения воды приводит к большему подъему жидкости в капиллярном пространстве. Известно, что минерализация воды приводит к увеличению капиллярного эффекта. Также увеличивается подъем, при уменьшении расстояния между частицами песка (диаметр капилляра). Более плотная укладка хвостов и уменьшение порового пространства будет способствовать сохранению влажности. Эти факторы заслуживают интереса, однако с точки зрения практического использования являются трудно управляемыми.

Фактически в короткие сроки происходит высыхание хвостов за счет фильтрации и испарения. По мере удаления фильтрационной воды и осушения поверхности пляжа силы адгезии понижаются, и создаются условия для отрыва частиц от поверхности под напором ветра. Хвосты при жаркой погоде за 7 дней практически полностью теряют влажность (от первоначальной величины 23,58 до 0,71%). Таким образом, хвосты в короткие промежутки времени высыхают и при скорости ветра 2-5 м/с легко поддаются выветриванию[1, с.128].

В соответствии с природоохранным законодательством Российской Федерации, контроль над состоянием атмосферного воздуха на горно-обогатительных комбинатах осуществляют на следующих уровнях [4]:

- оценка достаточности санитарно-защитной зоны по расчетам рассеивания загрязняющих веществ;

- государственный контроль территориальных органов комитета природных ресурсов;

- производственный мониторинг и организация проведения замеров независимыми лабораториями.

Несмотря на непрерывный контроль над состоянием атмосферы вокруг хвостохранилища проблема

снижения выбросов вредных веществ остается актуальной и требующей более эффективного решения.

Список использованной литературы:

1. Бересневич П.В. «Охрана окружающей среды при эксплуатации хвостохранилищ» // Москва, Недра, 1993. - 128с.

2. Винников В.А., Каркашадзе Г.Г. учебник для вузов "Гидромеханика". // Издательство: Москва: Московский государственный горный университет. 2003г. 302с.

3. Отчет об инженерных изысканиях «Хвостовое хозяйство ОАО «Стойленский ГОК. Реконструкция в целях увеличения производственных мощностей. Гидрометеорологическая характеристика района Стойленского горно-обогатительного комбината», ГУ Белгородский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Белгород, 2008

международный научный журнал «инновационная наука»

issn 2410-6070

№11/2015

4. Типовая инструкция по организации системы контроля промышленных выбросов в атмосферу в отраслях промышленности. Госкомгидромет СССР, 10.06.86

© Немировский А.В., 2015

УДК 66.00

С. П. Новиков, главный технолог ОАО «Завод ЖБК-1», Ф. С. Шарифуллин, д.т.н., профессор, главный научный сотрудник ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский

технологический университет», Д. И. Куликова, к.х.н., доцент, начальник аналитического отдела ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский

технологический университет»

ЗАДАЧА РАЗРАБОТКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ - ОБНОВЛЕНИЕ НАЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КВАЛИФИКАЦИЙ РАБОТНИКОВ

Аннотация

Разработан проект профессионального стандарта, основой которого являются квалификационные требования рынка труда к компетенциям работников в области анализа, разработки и испытаний бетонов с наноструктурирующими компонентами

Ключевые слова

Профессиональный стандарт, профессионально-квалификационная структура

В 2015 году под руководством Фонда инфраструктурных и образовательных программ (РОСНАНО) начата разработка профессионального стандарта «Инженер -технолог в области анализа, разработки и испытаний бетонов с наноструктурирующими компонентами». На первом этапе разработки квалификационных требований разработчиками проанализированы нормативные, методические и другие документы, регулирующие инженерный вид трудовой деятельности «Проектирование бетонов с наноструктурирующими компонентами».

На первом этапе подготовки к разработке профессиональных стандартов была сформирована выборка объектов исследования - ведущих предприятий по производству бетонов с наноструктурирующими компонентами. Основной задачей при выборе предприятий являлась ее репрезентативность по следующим критериям: статистический, ресурсно-экономический, аналитический.

Одним из базовых предприятий для проведения исследований квалификационной структуры являлось ОАО «Завод ЖБК-1». Основной вид деятельности ОАО «Завод ЖБК-1» - производство строительных материалов, изделий и конструкций. Основная продукция предприятия:

• железобетонные изделия и конструкции - более 3000 наименований;

• плиты перекрытия по технологии и на оборудовании фирмы «Echo» (Бельгия);

• плоские железобетонные изделия (немецкое оборудование);

• брусчатка бетонная, бортовые, стеновые, рядовые и лицевые камни СКЦ на оборудовании фирм «Henke» и «Hess» (Германия);

• бетоны и растворы;

• керамзитовый гравий, и т.д.

Проект профессионального стандарта «Инженер-технолог в области анализа, разработки и испытаний бетонов с наноструктурирующими компонентами» регламентирует требования, предъявляемые к