Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Технология подземной разработки калийных месторождений

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
7.64 Mб
Скачать

Установлено [ 3 ,4 ,5 ] , что в калийных рудниках существует аномально высокая естественная нейтрализация вредных цримесей низ­ ких концентраций, происходит формирование оптимальных термодина­ мических параметров и значительное улучшение ионного состава руд­ ничной атмосферы, резкое снижение содержания в воздухе бактерий и другах микроорганизмов, что оказывает положительное влияние на функции дыхания человека и подопытных животных. Физиологачески е исследования жизнедеятельности людей в изолированном, без поступ­ ления свежего воздуха, цространстве [ 6 ] показали, что в течение двух шестичасовых экспериментов, цри объеме воздуха на одного человека 12 м3, у испытуемых (17 человек) отсутствовали функцио­ нальные изменения со стороны сердечно-сосудистой и центральной нервной системы. Все испытуемые не высказывали жалоб на нецриятные ощущения, духоту и запахи. Температура воздуха за время пре­ бывания людей в замкнутом цространстве камеры повысилась в сред­ нем на 0 ,4 ° . Практически не изменялась относительная влажность воздуха, снижалось содержание кислорода и увеличивалось содержа­ ние углекислого газа в камере. Содержание антропотоксинов, микро­ организмов не цревышало цредельно допустимых норм.

Открытие уникальных свойств калийных руд и калийных рудни­ ков позволило в 1977 г . построить первый в мире алдергологаческий стационар, расположенный в толще калийных содей. За время присут­ ствия в стационаре у абсолютного большинства больных значительно улучшилось здоровье. Недостатком подземного стационара является невозможность использования его для лечения больных детского возраста в связи с ограничением существующими дравидами безопас­ ности контингента лиц, спускаемых в шахту; удаленность подземной лечебницы от места жительства больных.

Учитывая это, разработана климатическая камера [ 7 ] , позво­ ляющая расширить практику лечения органов дыхания людей различно­ го возраста и физического состояния путем моделирования условий подземных лечебниц в стационарных поверхностных лечебных учреж­ дениях. Камера снабжена соляными блоками, установленными с зазо­ ром относительно стен, пода и потолке герметичного помещения, в котором находятся пациенты. Толщину монолитных соляных блоков при­ нимают эквивалентной ’•бесконечной" толщине массива горных пород по интенсивности естественного излучения. Нвщидеер, для калийных руд и каменной соли она доставляет 0 ,5 -0 ,6 м. Очевидно, что не­ достатком этой камеры является большая масса и большие размеры

монолитных соляных блоков, что уменьшает полезный объем герметич­ ного пространства камеры, С целью расширения эксплуатационных воз­ можностей климатической камеры цредлагается соляные блоки выпол­ нять слоистыми из природных солей, образущи х внешний сдой, и ка­ лия хлористого технического марки "мелкий” , 1-го сорта, серовато­ белого цвета, 95/6КС£ (ГОСТ 4565-83), не обработанного аминами или другими токсичными антислеживаицими реагентами, образующими внутренний слой. Толщину слоистого соляного блока можно опреде­ лить по формуле

 

 

в*& сп * - 3"

' "

)1с’ ,

 

 

СП

 

где В

-

толщина слоистого соляного блока, м;

6сп -

толщина внешнего слоя слоаитого соляного блока из при­

Всп

 

родных солей, м;

 

 

-

толщина монолитного соляного блока из соляной горной

 

 

породы, эквивалентная по интенсивности естественного

 

 

радиоактивного излучения "бесконечной" толщине массива

1сп -

соляных горных город,

м;

 

интенсивность радиоактивного излучения соляных горных

I Q

 

пород, МэВ/(м2*с);

 

 

-

интенсивность радиоактивного излучения хлористого калия,

 

 

образующего внутренний слой слоистого соляного блока,

 

 

М эВЛвЯс).

 

 

Толщину внешнего слоя (слоев) слоистого соляного блока пред­

лагается

определять по формуле

 

 

 

 

 

h

t c

V7 =

S-Pcn T

где $

N 8

интенсивность влаговыделения, кг/(источник*с); количество источников (пациентов) влаговыделения; растворимость природных солей, кг/кг;

tвремя пребывания источников влаговыделения в климати­ ческой камере, с;

коэффициент, учитывающий вынос влаги за пределы клима­

 

тической камеры;

 

суммарная поверхность взаимодействия слоистых соляных

 

блоков с влагой, выделяемой источниками влаговыделения,

 

М2 ;

кр сп - объемная масса соляных горных пород, кг/м3;

h- толщина слоя соляных горных пород, снимаемого щш про­ филактической очистке поверхностей слоистых соляных бло­ ков, м;

-расчетный срок олужбы слоистых соляных блоков, с;

Т- продолжительность периода мевду профилактическими очистками поверхностей слоистых соляных блоков, с.

Окончательно толщину внешнего слоя блока принимают не менее 6,^7dri и не более Воп, где d - средний поперечный размер струк­ турных элементов соляных горных пород, м; гг - количество слоев слоистого соляного блока, выполненных из соляных горных пород.

Снижение массы и объема слоистых соляных блоков по сравне­ нию с монолитными составляет

 

 

п

 

3 <Рс•п

f

 

 

Л7

в

 

р

 

 

где п м-

 

 

 

СП sT CCS<

 

показатель снижения массы

соляных блоков;

3 -

толщина

слоистого

соляного

блока, м;

всп -

толщина

монолитного соляного блока из соляной горной

%РССБ -

породы,

м;

 

 

 

 

 

средневзвешенная объемная масса слоистого соляного

 

блока,

кг/м3.

 

 

 

 

 

Показатель

снижения объема

соляных блоков

п о5

В

В СП

 

Взависимости от потребности моделирования конкретных усло­ вий калийных рудников масса и объем соляных блоков при их слоис­ том исполнении в 1,1 - ID раз меньше массы и объема соляных бло­ ков, изготовленных только из природных калийных солей. Это позво­ ляет снизить затраты на строительство и эксплуатацию климатичес­ ких камер,

Вусловиях автономного рецир^ляционного проветривания и в случае аварийного отключения средств подготовки воздуха предла­ гается климатичесвдю камеру [7 ] дополнительно снабдить поглоти­ телем углекислого газа, связанного входом с кондиционером, в вы­ ходом с соляным фильтром-насытителам, устройством для сбора рас­ сола и турбулизатором воздуха, установленных в герметичном поме­

щении камеры.

В настоящее время начаты подготовительные работы к строитель­ ству первой климатической камеры на Чайковском комбинате синтети­ ческих шелковых тканей. Открывается возможность использования цривцнпов конструирования климатических камер цри строительстве поме­ щений для содержания птиц и животных в других объектов массового пользования. По мнению авторов, климатические камеры в будущем могут найти применение на космических летательных аппаратах для профилактики заболеваний органов дыхания космонавтов при длитель­ ном пребывании их в помещениях с искусственной атмосферой.

ШБЛИОЕРА®ЧВСКИЙ СПИСОК

1. Чижевский A.JL Аэронизация в народном хозяйстве. М.: Госпланвздат, I960. 758 с .

2 . 1Убенский Ю.Д., Кореневская Е.И. Лагиенические основы кондиционирования жилых в общественных зданий. М.: Медицина, 1978. 192 с.

3 . Старцев В.А. Исследование проветривания Верхнекамских калийных рудников при работе оборудования с двигателями внутрен­

него

сгорания: Дне. . . . канд.техн.наук / Л И .

Д ., 1976. 162 с .

 

4 . Красноштейн А.Б. Использование тепло-

и массообменных

процессов для борьбы

с пылью в

газами на калийных рудниках: Две.

. . .

д-ра техн.наук /

Л И . Л .,

1978. 357 с .

 

5 . Чекина Н.Л., Баранников В.Г. Гигиеническая оценка опыт­ ной рециркуляции воздуха на производственном участке калийной

шахты / / Актуальные

вопросы га гиены труда: Тез. докл. Пермь,

1981. С. 63-65.

 

6. Баранников

В .Г ., Пекина Н.Л., Старцев В.А. Пивенические

исследования воздушной среды изолированного пространства калий­ ного рудника / / Разработка соляных месторождений: Межвуэ.сб.науч.

трудов / ПерШИ. Пермь,

1983. С. П 5 -П 9 .

7 . Старцев В .А .,

Красноштейн А .Е ., Баранников В.Г. Модели­

рование атмосферных факторов калийных рудников для лечебно-цро- фидактнческих целей / / Совершенствование разработки калийных месторождений: Межвуз.сб.науч.трудов / ПермПИ. Пермь, 1987.

С. 108-112.

В.И. Белоусов

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ АТМОСФЕРЫ ПРИ ДОБЫЧЕ КАЛИЙНЫХ РУД ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ

(Белорусский филиал ВШИТ)

Домбровский карьер ПО "Хлорвинил" по добыче калийных руд пред­ ставляет собой активный источник за1рязнения окружающей атмосферы вредными примесями, основными из которых являются газы - окись углерода и окислы азота. Суммарные выделения условной окиси угле­ рода цри работе вцутрикарверного дизельного оборудования и произ­ водстве взрывных работ в период доработки месторождения составля­

ют

329-364 т в год. Интенсивность газопоступлений

в атмосфе­

ру

карьера от всех основных внутренних источников

нецрерывного

(продолжительного) действия (автосамосвалов, бульдозеров, навалов

взорванной

горной массы)

по

условной СО

равна

17,6 г /с . Общее

количество

условной СО

в

пылегазовом облаке Рг

при расходе ЕВ за

один массовый взрыв во всех блоках до 12

т

достигает 409

к г .

Калийная пыль фактически не влияет

на

загрязнение

окружающей

атмосферы, так как вследствие повышенной относительной влажности воздуха (в основном более 70$) и интенсивной адсорбции калийной пылью влаги из него, а также значительного количества осадков (среднегодовое 718 ,9 мм), она удаляется из атмосферы в выпадает на незначительном расстоянии от источников. Поэтому при расчетах степени загрязнения всходящего из карьера воздуха и размеров сани­ тарно-защитной зоны в данном случае учитывали только газовый фак­ тор.

Наибольшее поступление вредных цримесей из карьера происхо­

дит при максимальной эффективности его

естественного

проветривания

t ‘ (C„ -CK )/C„

,

(I)

где £ - эффективность естественного общекарьерного проветрива­ ния в относительных единицах ( 2 = 0 + 1 ) , при 2 = О карьер не цроветривается, цри £ -* -1 осуществляется полный вынос вредных цри­ месей без их накопления; Сн , Ск - средние по объему карьера концент­ рация вредных цримесей: начальная щи отсутствии цроветривания в конечная цри уобновившемся режиме проветривания, мг/м или % по объему.

 

Для карьеров,

проветриваемых по рециркуляционным схемам, и

для равного

црикарьерного рельефа значение

£

может быть найде­

но по выражению [ I ]

 

 

 

 

 

 

 

 

( 2)

где

и о

-

скорость

ветрового потока, м/с;

 

- соответствен­

но глубина

карьера

и его средняя длина по

поверхности, совпадающая

с направлением ветра, м.

 

 

 

Приравняв цравые части (I) и (2 ), задавшись

нормативным значе­

нием

Ск

и выразив

 

 

 

где

CQ

-

концентрация вредных цримесей в поступающем для провет­

 

Z

 

ривания карьера воздухе, мг/м3;

 

 

-

время непрерывной работы оборудования, ч;

 

V*.

-

объем карьера на конец отработки, м3

( VK * 98,4 млн.м3),

получим зависимость предельного количества используемого карьерного оборудования и времени его непрерывной работы по санитарно-гигиени­ ческому фактору от скорости ветра и геометрических параметров карь­ ера.

Из данной зависимости можно получить выражение для минимальной

критической скорости ветра UKp , обеспечивающей

заданный средний

фон содержания цримесей в карьерной

атмосфере. К огда значение

£

стремится к единице, т .е . происходит

полный вынос

вредных цримесей

без их накопления в объеме карьера, формула для оцределения U^p

принимает вид

/ 75

 

 

% S51M S/(LK !нк )

 

 

о )

Для Домбровского карьера, характеризующегося высокой эффектив­

ностью естественного проветривания

U<P

значительно меньше

сущест­

вующих среднегодовых скоростей ветра

и ср

соответствующего направле­

ния (табл. I ) . Принятые в табл. I обозначения:

- средняя

длина

карьера в направлении перпендизд лярном ветровому

потозд, м;

Q -

рассчитанный по С 2 ] расход воздуха,

участвующего в проветривании

карьера

цри данном нацравлении ветра и величине среднегодовой ско­

рости ветра этого направления, тыс.м3/с ;

Сисж (/} -

концентрация

условной СО от источников непрерывного

действия в

исходящем из

карьера

воздушном потоке цри

, т .е .

при максимальном выносе,

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица I

 

Микроклиматические и геометрические параметры карьера

 

 

 

к концу

отработки

при

= 155 м

 

Направ­ Повто­

 

Борт

В

V м

Q .

и*РЬ

Сцсх (1)*

ление

ряе­

и$ с

карье­

 

ТЫС.М3/с

м/с

мг/м8

ветра,

мость

 

ра с

 

 

 

 

 

румбы

ветра,

 

исхо­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дящей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

струей

 

 

 

 

 

 

С

5,5

2,7

Ю

790

 

1500

ет,о

0,59

1,204

СВ

3 ,6

1.9

ЮЗ

1145

 

1145

68,2

0,95

0,516

В

13,7

2,9

3

1500

 

790

136,3

1,82

0,206

юв

19,5

3 ,2

СЗ

1145

 

1145

120,0

0,95

0,495

ю

4,6

2,2

С

790

 

1500

62,7

0,59

1,048

юз

8,7

2 ,9

СОВ

1145

 

1145

90,6

0,95

0,592

3

19,3

4 ,0

в

1500

 

790

136,0

1,82

0,284

сз

25,1

4,5

ш

1145

 

1145

132,3

0,95

0,630

Согласно данным табл. I , Домбровский карьер при наличии только источников непрерывного действия црактически не оказывает существен­ ного влияния на загрязнение округащ ей атмосферы. Максимальная кон­ центрация условной СО в исходящем из карьера воздухе ухе на верх­ ней бровке не превышает цредельно допустимую среднесуточную концент­ рацию для населенных пунктов ( СО = I мт/м3) .

На последних этапах отработки карьера, когда при производстве взрывных работ на нихних горизонтах пылегазовое облако за счет энер­

гии взрыва ухе не будет выбрасываться

за пределы зоны рециркуляции

и затормохенной части

постоянной массы струи, вредные примеси будут

поступать из карьера,

перемешавшись с

атмосферой. В этом случае

размеры санитарно-защитной зоны могут быть оцредедены по уравне­

нию Г 3 J

 

 

 

 

 

 

,,

 

 

 

 

 

 

 

jС

г

 

 

 

 

 

(4)

 

 

 

 

1

 

0,37 V

в

U

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср

^/7ДАГ

 

 

X j -

 

 

 

 

гр

>

 

 

 

где

расстояние

от

карьера

до сечения, где исходящий из карье­

ра

воздух

 

разхихается

до

цредельно

допустимой концентрации для на­

селенных

пунктов С/7А К Ы),

максимально разовая СПАК для СО рав­

на

3 мг/м3 ;

Or-

- интенсивность

(мг/с)

поступления вредных газов

из

карьера

после

перемешивания пылегазового облака с внутрикарьер-

ной атмосферой,

& r

г Сис% (2) Q

(здесь СисХ(2)~ концентрация

условной СО (мг/м3) в

исходящем из

карьера

воздушном потоке

пос­

ле перемешивания,

^ и с х (г )

=

/

К* ) V г р

-

безразмерный

параметр, характеразуадий положение внешней границы факела рас­

пространения вредных цримесей от источника

%

-- ч

?

< ^

-

угод раскрытия факела,

град).

 

 

 

 

 

 

 

Согласно

(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где /с; , &1 -

безразмерные

величины,

для нашего

случая

лу = 0,42,

 

6 1

= 0,05;

 

 

 

 

 

 

 

 

L/; -

минимальная скорость ветрового

потока,

при которой

 

естественные динамические силы преобладают над терми­

 

ческими, U1 в

I

м /с.

 

 

 

 

 

 

При массовых взрывах на

верхних горизонтах на

последних

этапах

обработки месторождения, когда пылегазовое облако выбрасывается из чаши карьера, оно, постепенно разжижаясь, сносится ветром и непос­ редственно само оказывает воздействие на санитарно-гигаеничесную обстановку атмосферы населенных пунктов.

Считая форму пылегазового облака шарообразной, горизонтальное расстояние от места взрыва до сечения, где содержание вредных газов в облаке уже не будет цревышать максимальную разовую ПДК для насе­

ленных

ПУНКТОВ

**

иотлттстф пп эп'пп/чямпр.'пп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5)

 

где V

-

объем

пылегазового

облака на расстоянии х 2 от места

взры­

ва,

где

средняя концентрация вредных газов в облаке за счет разжиже­

ния снизится до ПДК,

м3 , VПАк = Ю6 6 Г А/С„Ак (здесь

-

удельное

количество вредных газов, поступающее в

пылегазовое

облако

цри

взрыве

I т

ЕВ,

для Домбровского карьера

= 34 кг

условной

СО

на I

т

ЕВ;

А

- максимальное количество ВВ, взрываемого в одном

блоке,

т; в нашем случае А

= 5 т , тогда

УПАк = 56,667 млн.м8) ;

Ун

-

начальный объем сформировавшегося пылегазового облака, м3,

согласно Г4 J ,

\ н

= 4,4*Ю 4

• А и°8 = 250 тыб.м3.

 

 

 

 

Значения параметров х 1 и

х £9 вычисленные соответственно

по

(4)

и

(5 ), приведены в табл.

2. Из таблицы видно, что для условий

Домбровского карьера максимальные размеры санитарно-защитной зоны (расстояние от контура карьера до сечения, где концентрация вред­ ных цримесей не превышает ПДК для населенных пунктов) определяются

Таблица 2 Размеры санитарно-защитвой зоны при различных видах

выделения вредных примесей из карьера

Борт карьера с исходящей

JCj 9 м

 

струей

 

 

и

720

1220

ЮЗ

1540

3

660

1160

с з

670

1080

с

950

1400

СВ

600

1160

в

390

910

ш

400

830

значениями х г и с учетом ведения взрывных работ на верхних ус­ тупах наветренного борта составляют для различных направлений 830-1540 м.

Снижение уровней загрязнения шружащей атмосферы и уменьше­ ние размеров санитарно-защитной зоны для уоловий Домбровского карьера могут быть достигнуты sa счет:

- цроизводства массовых взрывов в период максимальной актив­ ности ветра ежесуточно с К до 18 часов;

- рассредоточения взрывов по площади карьера, т .е . уменьше­ ния количества одновременно взрываемого БВ в блоке;

-

производства массовых взрывов с учетом направления ветра

на уступах подветренного

борта;

 

-

использования ВВ с

кислородных балансом,

близким к нулю;

-

применения в качестве внутренней забойки

скважин нейтрали-

зирующвх веществ, например водных растворов-суспензий гашеной из­ вести из расчета 1 ,2 -1 ,4 г гашеной извести на I к г ВВ;

- рассеивания пылетзового облака свободными турбулентными струями вентиляторных установок общекарьерного проветривания;

- подавления вредных прьмесей в ш лаге зовых облаках паро- и водо-воздушными струями.

Следует отмен»! в, что решение задачи проветривания карьеров во ..логих случаях входот в противоречае с требованиями охраны окру­ жавшей с р е д ', г ’Е, к^п i нтвЕ-з'-эвость поступления вредных примесей из карьера прямо пропорциональна эффективности его проветривания.

Поэтому при внедрении мероприятий по общекарьерному воздухообмену следует отдавать предпочтение тем, которые обеспечивают не только вынос, но и подавление выделяющихся вредных примесей.

ШБЛИОГОМИЧВСКИЙ СПИСОК

1. Белоусов В.И. Естественное динамическое проветривание

карьеров / / ФШРПИ. 1985. Л 3 .

С. 64-67.

2 . Никитин В .С ., Битколов

Н.З. Проветривание карьеров. М.:

Недра, 1975. 256 с .

3 . Левинекий О.Б. Карьеры как источники загрязнения окружаю­

щей среды / / Борьба с

силикозом. М., 1986. Т. 10. С. 108-НО.

4 . Никитин В .С .,

Ватколов Н.З. Проектирование вентиляции в

карьерах. М.: Недра, 1980. 171 с .

УЖ 621.311.031:622.272

 

В.В. Яигилей

МОДЕЛЬ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО СРОКА СЛУХЕЫ

 

РУДНИЧНОГО СИЛОВОГО КАБЕЛЯ

(Белорусский политехнический институт)

В подземных выработках для питания электроприводов очистных Проходческих и транспортных средств применяются специальные гиб­ кие кабели. В процессе эксплуатации рудничные кабели подвергаются воздействию кусков обвалившейся породы, наездам транспортных

средств порезам рабочим инструментом, в них возникают сложные дефор­ мации, обусловленные механическими напряжениями кручения, изгиба, растяжения. Повышенные тепловыделения, процессы полимеризации и старения в диэлектрике, наличие высших гармоник снижают электри­ ческую прочность изоляции* При этом наблюдается истирание и разру­ шение изолирующего слоя, появление утечек электрического тока, излом отдельных проводников многоцроволочной жилы, петлеобразова­ ние и повреждение изоляции. Кроме того, из-за адгезии проводников и изоляционного слоя снижается гибкость кабеля.

На лбки х кабелях самоходных вагонов согласно требованиям безопасности допускается установка двух ремонтных муфт на ЮО м строительной длины. В соответствии с жесткими требованиями безопас­ ности и технической эксплуатации фактический срок службы кабеля

Соседние файлы в папке книги