Исходные данные к расчету проветривания карьера

На рис.1 приведена схема карьера, имеющего длину L=1800м, ширину B=1000м., глубину Н= Карьер отрабатывается =14 уступами высотой =15м. Известно, что ветер западного ( ) направления, имеющий скорость =2м/с, характерен для =260 дней в году. Около =80 дней в году бывают штили продолжительностью =5ч, а остальное время года для других направлений скорость ветра равна =7м/с.

На подветренном западном борту ( ), на расстоянии =240м от бровки карьеры расположена обогатительная фабрика (объект А) с трубой высотой =28м. Из трубы выбрасывается =20г/с пыли, содержащей более 10 % свободной двуокиси кремния и =32г/с окиси углерода. Около обогатительной фабрики экскаватор ЭКГ-4 отгружает в вагоны хвосты обогащения с интенсивностью пылевыделения =0,4г/с.

Вдоль западного борта на расстоянии =200м от борта карьера проходит автодорога, по которой двигаются =25 самосвалов БелАЗ-540, из которых одновременно находятся в работе =20 штук. Интенсивность пылеобразования для них равна =4г/с.

В карьере из =7, находящихся в работе буровых станков 2СЕШ-200, одновременно работает =5 с интенсивностью выделения пыли =0,05г/с, там же работает =7 экскаваторов ЭКГ-8, которые с интенсивностью выделения пыли =1,2г/с загружают самосвалы БелАЗ, общая численность которых в карьере составляет =14, одновременно в работе находятся =12 самосвалов. Самосвалы двигаются с интенсивностью пылевыделения =3,0г/с по дороге, находящейся в карьере на западном борту.

1. Расчет естественного проветривания карьера

1.1. Определение параметров естественного проветривания

Средняя глубина разреза для этапов обработки его, когда возникает зона рециркуляции

, (1)

м,

где – значения глубины расположения точки встречи внешней границы струи с бортом или дном карьера, м;

Среднее значение абсциссы точки встречи внешней границы струи восточного направления с дном или бортом карьера

, (2)

м,

где , – значения длины зоны рециркуляции соответственно -го, 1-го, 2-го, 3-го, 4-го сечений, м; –число сечений, включая нулевые.

Нулевое сечение – сечение, где нет рециркуляции. Нулевым является сечение с одним уступом.

1.2. Определение баланса вредностей в атмосфере разреза

Интенсивность выделения пыли буровыми станками ( ):

, (3)

мг/с,

где – число буровых станков, шт.; – интенсивность выделения пыли буровыми станками, мг/с; – коэффициент одновременности работы буровых станков с постоянной интенсивностью выделения пыли:

, (4)

где – число одновременно работающих буровых станков, шт.

Интенсивность выделения пыли экскаваторами ( ):

, (5)

мг/с,

где – число экскаваторов, шт.; – интенсивность выделения пыли экскаваторами, мг/с; – коэффициент одновременности работы экскаваторов с постоянной интенсивностью выделения пыли:

, (6)

,

где – число одновременно работающих экскаваторов, шт.

Интенсивность выделения пыли автосамосвалами ( ):

, (7)

мг/с,

где – число автосамосвалов, шт.; – интенсивность выделения пыли автосамосвалами, мг/с; – коэффициент одновременности работы автосамосвалов с постоянной интенсивностью выделения пыли:

, (8)

где – число одновременно работающих автосамосвалов, шт.

Суммарная интенсивность поступления пыли от внутренних источников определится:

. (9)

мг/с.

Интенсивность поступления вредных газов от автосамосвалов (окись углерода, окись азота, акролеин) в зону рециркуляции карьера

, (10)

мг/с,

мг/с,

мг/с,

где – интенсивность выделения вредных газов автосамосвалами, работающими под нагрузкой, мг/с;

, (9)

,

,

,

где – коэффициент одновременности работы автосамосвалов с переменной интенсивностью выделения вредных газов; – интенсивность выделения вредных газов автосамосвалами, работающими на холостом ходу, мг/с; – определяются по табл. 1.

Таблица 1

Автосамосвал	Интенсивность выделения, мг/с
окись углерода	окись азота	акролеин
БелАЗ-540

Т.к. других внутренних источников выделения вредных газов нет, то суммарная интенсивность вредных газов составляет:

; ; ;

1.3. Определение баланса поступления вредностей от внешних источников

Интенсивность поступления в карьер пыли, выделяемой автосамосвалами, движущимися по дороге вдоль восточного борта карьера, рассчитывается по формуле:

, (10)

где – количество источников пылевыделения отдельно по каждому виду (автосамосвалов, экскаваторов, труб), шт.; – коэффициент одновременности работы; – интенсивность выделения пыли (автосамосвалом / экскаватором / трубой), мг/с; – коэффициент заноса пыли.

мг/с,

,

,

Для определения используется кривая 1 графика (рис.3 методички). Для этого необходимо найти отношение расстояния от дороги до бровки карьера к .

Интенсивность поступления в карьер пыли от экскаватора, отгружающего хвосты обогатительной фабрики, рассчитывается по формуле (10). Для определения используется кривая 2 графика (рис. 3 методички). Для этого необходимо найти отношение расстояния от экскаватора до бровки карьера к .

мг/с,

,

.

Интенсивность поступления пыли из трубы обогатительной фабрики рассчитывается по формуле (10). Для определения используется график (рис. 4 методички). Для этого необходимо найти отношение расстояния от трубы обогатительной фабрики до бровки борта карьера к средней глубине карьера , затем определить отношение высоты трубы к , , отложить на оси абсцисс, восстановить перпендикуляр до одной из кривых 1–7, соответствующих = 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15. Затем на оси ординат найти значение .

мг/с,

мг/с,

,

мг/с.

Суммарная интенсивность источников поступления пыли:

. (11)

мг/с.

Интенсивность поступления в зону рециркуляции карьера вредных газов от автосамосвалов:

- окиси углерода

;

мг/с, ,

окислам азота

;

мг/с, ,

акролеина

.

мг/с, .

Суммарная интенсивность вредных газов, поступающих в зону рециркуляции карьера от внешних источников:

по окиси углерода

;

мг/с,

по окислам азота

;

по акролеину

.

Баланс поступления примесей в зону рециркуляции карьера от внутренних и внешних источников:

мг/с,

где – суммарная интенсивность поступления пыли от внутренних и внешних источников, мг/с;

по окиси углерода

,

мг/с,

где – суммарная интенсивность поступления окиси углерода от внутренних и внешних источников, мг/с;

по окислам азота

,

мг/с,

где – суммарная интенсивность поступления окисла азота от внутренних и внешних источников, мг/с;

по акролеину

,

мг/с,

где – суммарная интенсивность поступления акролеина от внутренних и внешних источников, мг/с.

1.4. Определение уровня загрязнения атмосферы карьера

а) концентрация пыли в зоне рециркуляции ( , мг/м³)

,

мг/м³,

за пределами зоны рециркуляции ( , мг/м³)

мг/м³,

где – скорость ветра в расчетном направлении, м/с; – длина зоны рециркуляции, м.

Сравниваем уровень загрязнения , с ПДК пыли при содержании в ней SiO₂

б) концентрация окиси углерода

,

мг/м³,

,

мг/м³,

сравниваем уровень загрязнения атмосферы , с ПДК окиси углерода

.

в) концентрация окислов азота

,

мг/м³,

,

мг/м³,

сравниваем уровень загрязнения атмосферы , с ПДК окислов азота

г) концентрация акролеина

,

мг/м³,

мг/м³,

сравниваем уровень загрязнения атмосферы , с ПДК акролеина

.

Доля внутренних источников в загрязнении атмосферы какой-либо вредной примесью .

Доля внешних источников в загрязнении атмосферы какой-либо вредной примесью

.

Доля одного из видов внутренних или внешних источников в загрязнении атмосферы

2. Расчет искусственного проветривания карьера

2.1. Определение времени накопления вредностей в атмосфере карьера при штилевой погоде

Из условия задачи число случаев штилевой погоды в течение года составляет К₂ =60 дней в году средней продолжительности =5 часов.

Промежуток времени, за который накапливается концентрация вредностей, равная ПДК, определяется

, (12)

где – время, с; – ПДК, мг/м³; – объем карьера, м³, – баланс поступления вредностей в атмосферу карьера во время штиля, т.е. от внутренних источников, мг/с.

Объём картера (V_k):

м³.

Промежуток времени, за который накапливается концентрация пыли, равная ПДК ( ):

,

Промежуток времени, за который накапливается концентрация СО, равная ПДК ( ):

,

Промежуток времени, за который накапливается концентрация NO, равная ПДК ( ):

Промежуток времени, за который накапливается концентрация акролеина, равная ПДК ( ):

Промежуток времени, за который в атмосфере карьера накапливается концентрация пыли, равная ПДК, , что меньше продолжительности штиля =5ч. Следовательно необходимо искусственное проветривание карьера, так как в атмосфере карьера концентрация вредной примеси составит

,

мг/м³,

где – концентрация вредной примеси; – суммарная интенсивность поступления пыли в атмосферу карьера, мг/с; – среднее время штиля, ч.

2.2. Определение количества воздуха, необходимого для проветривания карьера

Наиболее эффективным видом проветривания считают свободные турбулентные струи. Количество воздуха, необходимого для проветривания свободной турбулентной струей:

,

м³/c,

где – количество воздуха в струе, м³/с; – коэффициент структуры струи (0,1); – время проветривания, с; – концентрация пыли в начале и в конце проветривания, мг/м³.

2.3. Определение скорости движения воздуха на дне карьера

Исходя из условия, что на оси струи в сечении, прилегающем к подошве карьера, скорость воздуха не должна превышать = 2,5 м/с, скорость воздуха на дне карьера ориентировочно составит

,

м/с,

где – скорость на выходе струи, м/с; – коэффициент структуры струи (0,07); – радиус струи на дне карьера,( ) м; – длина карьера, м.

2.4. Определение ориентировочной производительности вентилятора

,

м³/с,

где – производительность установки, м³/с.

2.5. Определение ориентировочного количества вентиляторов, которые обеспечат подачу в карьер необходимого для проветривания количества воздуха

,

шт,

где – количество вентиляторов, шт.

2.6. Определение диаметра струи

,

м,

где – диаметр струи в сечении, прилегающем ко дну карьера, м; – начальный диаметр струи, м; – длина зоны проветривания, м.

3. Выбор средств искусственного проветривания

Исходя из анализа параметров принимаем установку типа 4 ДП-20 в количестве двух штук.

3.1. Определение количества вентиляторов

Сравнив в соответствии с геометрическими параметрами карьера возможности вентиляционной установки, уточняют схему проветривания и определяют количество установок:

,

шт,

где – количество вентиляторов, шт.; – коэффициент, учитывающий зону действия струи, для двух установок = 1,6.

Поиск по сайту: