WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

«Копылов Сергей Александрович УЛУЧШЕНИЕ ОХРАНЫ ТРУДА ВОДИТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В АПК ЗА СЧЁТ СНИЖЕНИЯ РИСКА ТРАВМИРОВАНИЯ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ Специальность 05.26.01 - Охрана труда (отрасль АПК) А в т о р е ф е р а т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт – Петербург – Пушкин – 2011 Работа выполнена в ГОУ ВПО Орловский государственный университет Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Загородних Анатолий Николаевич Официальные...»

«АКУЛОВ АРТЕМ ЮРЬЕВИЧ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОГНЕЗАЩИТЫ НА ОСНОВЕ ТЕРМОСТОЙКИХ МИНЕРАЛЬНЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2012 Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии Институт проблем транспорта энергоресурсов (ГУП ИПТЭР). Научный...»

«Демидова Ольга Анатольевна РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭКОСИСТЕМНЫХ РИСКОВ В ЗОНАХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫБРОСОВ НА ОБЪЕКТАХ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 05.26.02 – Безопасность в чрезвычайных ситуациях в нефтяной и газовой промышленности АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2007 Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий – ВНИИГАЗ и в Некоммерческом...»

«Байтурина Сария Рустэмовна совершенствование методов обеспечения безопасности производственных объектов нефтедобывающих предприятий Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«Джумаев Сергей Джалилович Совершенствование системы безопасности персонала АЭС на основе информационно-измерительной системы Скала-микро Специальность 05.26.01 Охрана труда (энергетика и электротехника) АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2009 Работа выполнена на кафедре инженерной экологии и охраны труда Московского энергетического института (технический университет) Научный руководитель Заслуженный деятель науки РФ, доктор...»





Пылеподавление на основе использования фазовых переходов влаги при ведении открытых горных работ

На правах рукописи

ГАСПАРЬЯН Никита Александрович

ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЕ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ВЛАГИ ПРИ ВЕДЕНИИ ОТКРЫТЫХ

ГОРНЫХ РАБОТ

Специальность 05.26.01 Охрана труда (в горной промышленности)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете)

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор

Юрий Васильевич Шувалов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Виктор Васильевич Габов,

кандидат технических наук, доцент

Борис Самуилович Доброборский

Ведущая организация:

Афанасьевский карьер филиала ОАО «Лафарж цемент»

Защита диссертации состоится 25 июня 2008 г. в 13 ч 15 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 в Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. 1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 23 мая 2008 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета

д.т.н., профессор Э.И. БОГУСЛАВСКИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Открытые горные работы занимают ведущее место (более 70%) в добыче полезных ископаемых. Их существенными недостатками являются значительные нарушения и загрязнения рабочей зоны выбросами пыли. При разработке месторождений функционирует значительное количество различных источников пылевыделения (буровзрывные работы, экскавация, транспортировка горной массы и т.д.). Запыленность при ведении открытых горных может варьироваться в пределах от 0,5 до 10000 мг/м3. Пылевая нагрузка приводит к повышенной заболеваемости, смертности, значительному снижению трудоспособности. Основными заболеваниями являются особые формы заболеваний легких, а основной группой риска – сотрудники предприятий со стажем работы во вредных условиях от 15 лет.

Ведущими центрами по проблеме борьбы с пылью являются ИГД имени А.А. Скочинского, ИПКОН РАН, МГГУ (г. Москва), НИИОГР (г. Челябинск), ВНИИОСуголь (г. Пермь), ЗабНИИ (г. Чита). Большой вклад в решение этих проблем внесли исследования многих ученых России, в том числе: Е.Т. Воронова, Е.Н. Браунер, В.П. Мязина, К.З. Ушакова, О.Н. Русака, Н.З. Битколова, М.М. Сметанина, М.Т. Осодоева, Ю.В. Шувалова и др.

Несмотря на значительные масштабы проведенных исследований и предложенные конструктивные решения, практические результаты достаточно скромны, особенно для предприятий, большую часть года функционирующих в условиях отрицательных температур атмосферного воздуха. Это связано в первую очередь с невозможностью применения в данных условиях традиционных средств пылеподавления. В этой связи поиск рациональных средств и способов снижения пылевых выбросов в атмосферу по-прежнему актуальная задача, особенно для карьеров.

Цель работы – повышение безопасности труда при разработке месторождений Севера открытым способом на основе эффективных систем с использованием фазовых переходов влаги.

Основная идея работы: использование круглогодичных систем пылеподавления источников на карьерах с интенсификацией процессов связывания пыли конденсацией и снегообразованием.

Основные задачи работы:

  • определение сезонных закономерностей пылевыделения от мощных стационарных источников на карьерах;
  • классификация основных средств и способов пылеподавления, применяемых при ведении горных работ;
  • определение параметров фазовых переходов влаги в зависимости от качественных и количественных характеристик аэрозолей;
  • разработка конструкций снегогенераторов;
  • разработка методики выбора параметров и конструкций снегообразующих устройств при выборе системы пылеподавления;
  • разработка технологической схемы пылеподавления на карьерах с использованием универсальных устройств для пылеподавления.

Научная новизна работы

Установлены закономерности изменения фазового состояния влаги на выходе аэрозоля из пневмогидравлической форсунки и движении ее в холодном воздухе.

Выявлены количественные зависимости параметров снегогенерирующих устройств (температура воды, давление и расход сжатого воздуха) от интенсивности пылевыделения источников.





Основные защищаемые положения:

  1. Использование эффекта фазового перехода влаги (пар-жидкость-лед) позволяет с минимальными затратами осуществлять борьбу с пылью на рабочих местах при разработке месторождений в широком диапазоне условий, в том числе при отрицательных температурах воздуха и пород.
  2. Лабораторными и натурными исследованиями пневмогидравлических форсуночных снегогенераторов установлено, что при стандартных условиях (P,G,t) активная зона снегообразования находится на расстоянии от 1 до 3 м от выхода струи из форсунки, имеет близкую к кругу форму сечения диаметром 0,5-0,7 м и может эффективно взаимодействовать с пылью, обеспечивая ее утяжеление, слипание и выпадение в зоне торможения струи (5-7м).
  3. Эффективным средством пылеподавления при отрицательных температурах воздуха являются снегогенераторы конструкции СПГГИ (ТУ) с пневмогидравлическими форсунками, обеспечивающие устойчивое и направленное снегообразование с коэффициентом 0,85 при различных температурах воздуха, вплоть до умеренных положительных значений (+3С).

Методы исследований. Работа выполнена с использованием комплекса методов исследований, включающего системный анализ проблемы на основе исследований российских и зарубежных ученых; патентно-информационный анализ; лабораторные и натурные методы изучения условий формирования искусственного снега; теоретические, лабораторные и натурные методы изучения условий пылеосаждения. Для математической обработки данных использовались современные стандартные компьютерные программы пакета MS-Office.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом аналитических, лабораторных и экспериментальных исследований параметров фазовых переходов влаги, высокой сходимостью численных расчетов с данными натурных и опытно-промышленных испытаний, результатами внедрения на Афанасьевском карьере цементного сырья технологической схемы пылеподавления, использованием методики выбора рациональных параметров пылеподавления ОАО «Воркутауголь».

Практическая значимость работы заключается в разработке методики определения рациональных параметров пылеподавления, предложении технологических схем пылеподавления при ведении открытых горных работ и разработке конструкций для комплексного пылеподавления.

Апробация работы. Основные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 8 международных, российских научно-технических конференциях, совещаниях, симпозиумах, выставках, в том числе: на ежегодной научной конференции молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» (г. Санкт-Петербург, 2004 г., 2005 г.), на научных конференциях МГГУ «Неделя горняка» (Москва, 2005 г., 2006 г., 2007 г.) и были отмечены сертификатами, дипломами, серебряными и бронзовыми медалями.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 17 научных трудах, в том числе: 14 научных статьях, 1 тезисах докладов и соавторство в 2-х монографиях. Получен патент на изобретение № 2230997 от 25.04.2003 г. «Установка для связывания пыли».





Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 185 страницах машинописного текста, содержит 92 рисунка, 23 таблицы и список литературы из 126 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю, заслуженному деятелю науки РФ, профессору, доктору технических наук Ю.В. Шувалову за идею, которая послужила основой проведения исследований, внимание, помощь и поддержку, оказываемые в процессе выполнения работы, директору Афанасьевского карьера, к.т.н. А.П. Бульбашеву за помощь в проведении исследований и их реализации на карьере.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях

1. Использование эффекта фазового перехода влаги (пар-жидкость-лед) позволяет с минимальными затратами осуществлять борьбу с пылью на рабочих местах при разработке месторождений в широком диапазоне условий, в том числе при отрицательных температурах воздуха и пород.

Горнодобывающая промышленность России и ее будущее неразрывно связаны с освоением труднодоступных, сложных по своим географическим, природно-климатическим и социально-экономическим условиям регионов, преимущественно северных. Основными природно-климатическими, постоянно действующими на человека негативными факторами окружающей среды в горнопромышленных регионах Севера являются пылевой, газовый состав и температурный режим, а также ряд электромагнитных полей и явлений, приводящие к ускорению темпов старения, хроническим заболеваниям и сокращению продолжительности жизни работников горных предприятий.

Современные методы борьбы с пылью на горных предприятиях включают предупреждение пылеобразования, пылеподавление и пылеулавливание. При невозможности полного исключения пылеобразования наряду с пылеулавливанием на горных предприятиях при различных технологических процессах широко используется пылеподавление пыли в атмосфере (коагуляция) и ее осаждение непосредственно в местах пылеобразования, а также обеспыливающая (искусственная) вентиляция – разжижение и удаление пылевого облака из атмосферы.

Можно выделить четыре направления борьбы с пылью на горных предприятиях: организационные, технологические, технические и биологические.

Организационные способы направлены на оптимизацию производственных процессов, связанных с режимом ведения горных работ, и имеющие в своем составе технологическую и природную составляющие.

Технологические способы пылеподавления представляют собой мероприятия по рационализации технологии и процессов, модернизации средств труда и применению новой техники.

Технические способы пылеподавления, прежде всего, связаны с применением технических средств, снижающих пылеобразование и пылевыделение, и подавляющих пылевыделение. Все они могут быть разделены на два вида: мокрые и сухие.

Биологические способы пылеподавления связаны с применением материалов, имеющих органическую основу (биогенные способы), а также использование живой природы (биоценотические способы).

Естественно, что каждый из перечисленных способов может быть реализован в комплексе с другими, причем системность решения конкретных задач можно обосновать экономическими, экологическими и санитарно-гигиеническими критериями.

Особенно сложные условия труда по пылевому фактору создаются зимой – при отрицательных температурах воздуха. Причем запыленность возрастает с понижением температуры воздуха.

Изменения содержания пыли в атмосфере карьеров во времени года объясняются главным образом направлением и интенсивностью процессов тепломассообмена горного массива с атмосферой. Последние определяются термодинамическими параметрами атмосферы (температура, относительная влажность, влагосодержание, скорость движения) и приконтурной части горного массива (температура, влагосодержание). Изменение температуры или влагосодержания атмосферы в процессе суточных или сезонных колебаний ведет к появлению разности потенциалов (градиента) на границе «горный массив–атмосфера» и интенсификации потока теплоты или массы газа (пара), вовлечения в этот процесс атмосферного воздуха с фазовыми переходами воды «жидкость–пар» в процессе «испарение–конденсация». Эти явления изменяют скорость выноса аэрозолей и газовых смесей из карьера, а также интенсивность пылевыделения источников (горная масса, отвалы и пр.) и пылеподавления (пароконденсационное).

Установлена зависимость относительной запыленности воздуха П = П/По ( П – фактическая запыленность воздуха, мг/м3; По – запыленность воздуха при отсутствии массообмена, мг/м3; (d = 0)) от направления (конденсация +, испарение –) процесса массообмена и величины относительного изменения влагосодержания воздуха d.

Рост запыленности при испарении влаги (сублимации льда) с поверхности рассчитывается по формуле:

П/По=1+3·d (1)

Снижение запыленности при выпадении влаги (конденсации) из воздуха определяется выражением:

П/По=1-0,2·d (2)

Анализ полученной эмпирической кривой (рисунок 1) свидетельствует о наличии симметричного «переходного» периода при изменении направления массообмена в пределах градиента влагосодержания d = ±0,02 г/(кгм) и дальнейшем различии процесса пылевой динамики при изменениях градиента влагосодержания.

Визуальными наблюдениями и пылевыми съемками на горных предприятиях, ведущих добычу открытым способом, установлено, что в зимний период года очистка загрязненного воздуха от вредных аэрозольных частиц происходит в основном за счет фильтрующего действия атмосферных осадков

Физическая сущность этого процесса заключается в активации на пылинках конденсата и снега, а также в механическом улавливании снежинками взвешенных, частиц в результате проявления сил адгезии между ними.

Эффективность пылеподавления снегом обусловлена тем, что снежинки действуют как фильтрующий и экранирующий элемент зоны пылеподавления. Практически создается возможность изолировать очаг пылевыделения снежным заслоном со всех сторон и тем самым снизить запыленность воздуха на рабочих местах.

Несмотря на разнообразие существующих снегогенерирующих установок большинство из них имеют весьма узкую область применения и не могут использоваться на горных предприятиях по технологическим или экономическим условиям.

2. Лабораторными и натурными исследованиями пневмогидравлических форсуночных снегогенераторов установлено, что при стандартных условиях (P,G,t) активная зона снегообразования находится на расстоянии от 1 до 3 м от выхода струи из форсунки, имеет близкую к кругу форму сечения диаметром 0,5-0,7 м и может эффективно взаимодействовать с пылью, обеспечивая ее утяжеление, слипание и выпадение в зоне торможения струи (5-7м).

Основным элементом устройств для образования искусственного снега является пневмогидравлическая форсунка (рисунок 2).

Форсунка работает следующим образом. Вода под давлением по каналу 5 через радиальную выточку и кольцевую щель поступает в смесительную камеру, куда одновременно подается по каналу 3 охлажденный в сопле Лаваля сжатый воздух. В смесительной камере вода подвергается распылению и первичному охлаждению, а затем образовавшаяся водовоздушная смесь, проходя через диффузор 1, охлаждается вторично.

Рисунок 2 – Пневмогидравлическая форсунка

1 - корпус, 2 – сопло Лаваля, 3 – штуцер воздуха,

4 – втулка резьбовая, 5 – штуцер воды

Сжатый воздух, содержащий водную смесь в виде пара, проходя по каналу 2 адиабатически ускоряется в нем до сверхзвуковых скоростей и оказывается в конце расширения в состоянии перенасыщения, обусловленного выделением скрытой теплоты парообразования при конденсации. Из витающих в воздухе пылевых частиц образуются центры кристаллизации, сталкиваясь с которыми водяные капли моментально замерзают, образуя искусственный снег. Водовоздушная смесь, имея сверхзвуковую скорость, не успевает замерзнуть на выходе из диффузора 1, тем самым исключается промерзание устройства. Кроме этого, для предохранения от возможного промерзания устройства кольцевая щель, образованная между внешней стенкой сопла Лаваля 2 и внутренней стенкой смесительной камеры, сужается к диффузору 1.

Наиболее существенно на время замерзания капли влияет её диаметр, зависящий в свою очередь от конструкции форсунки и принципа её действия. Для тангенциальных гидравлических форсунок зависимость среднего диаметра капель имеет почти линейный характер от давления воды и диаметра сопла.

При применении пневмогидравлических форсунок сокращение времени полета капель с ростом скорости потока при повышении давления сжатого воздуха затрудняет основной процесс фазового перехода; равно как и конвективного теплообмена воды в прямоточном потоке с воздухом (рисунок 3), в то время как увеличение массы капель с поступательно-возвратным характером движения (взлет-падение) способствует их охлаждению и последующему замерзанию при контакте с поступающим холодным воздухом.

Рисунок 3 – Изменение температуры воздуха в струе пневмогидравлической форсунки. Значения давления p сжатого воздуха:

р=0,3 МПа; р=0,4 МПа;

р=0,5 МПа, р=0,6 МПа,

температура атмосферного воздуха

Скорость свободного падания капель в неподвижном воздухе линейно связана с их диаметром и увеличивается в зависимости увеличения диаметра. При встречном движении потока воздуха возможен подъем капель при скорости несколько меньшей (на 10-20%) скорости падения капель в неподвижном воздухе.

Для диапазона условий замерзания капель при относительных скоростях движения от 1 до 30 м/с, радиусе от 510-5 до 2,510-4 м и перепаде температур (Тф – t ) от 10 до 40°С рассчитано время замерзания капель воды (рисунок 4). Диапазон времени замерзания весьма значителен, от сотых долей секунды при больших значениях скорости движения капель и перепада температур при малых диаметрах капель до десятка секунд при больших диаметрах капель, малых скоростях и перепаде температур.

Рисунок 4 – Время замерзания капель в полете

t = 10C, V = 1 м/с;

t = 20C, V = 1 м/с;

t = 10C, V = 10м/с;

t = 20C, V = 10 м/с.

В лабораторных условиях СПГГИ(ТУ) был проведен эксперимент по исследованию эффективности устройства для получения искусственного снега (снегогенератора) на базе пневмогидравлической форсунки. Целью исследований являлось определение основных параметров струи, исходящей из пневмогидравлической форсунки, проверка возможности снегообразования, оценка параметров образовавшегося снега, возможность его использования для подавления мощных источников пыли при ведении горных работ.

В процессе эксперимента были определены параметры струи. Температура на удалении 5 м от форсунки составила –2С, влажность 100%, скорость воздуха 0,5 м/с. Зависимость дальности выпадения капель от расхода воды представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Влияние расхода воды (л/мин) на дальность выпадения

капель (м)

В результате работы установки наблюдалось устойчивое снегообразование на удалении от 1 м до 3 м от форсунки. Учитывая, что эксперимент проводился в течение нескольких часов и температура окружающего воздуха менялась от –1С до +1С можно отметить, что снегообразование наиболее интенсивно при отрицательных температурах атмосферного воздуха. Однако и при положительных значениях образовалось расчетное количество искусственного снега. Коэффициент снегообразования составил в этом случае 0,55 (по сравнению с коэффициентом 0,85 при температуре окружающего воздуха -10С).

Натурные испытания пневмогидравлической форсунки на полигоне свидетельствуют о стабильном снегообразовании и подогреве холодного воздуха со сдвигом зоны снегообразования к началу поступающего холодного потока при повышении температуры воды.

В результате проведения испытаний по использованию пневмогидравлических форсунок диаметром 5 мм и 2 мм были определены зоны снегообразования (таблица 1) путем измерения температурного режима свободно выпускаемой струи сжатого воздуха и воды из форсунки в воздух (затопленная струя) при температуре атмосферного воздуха –5°С. При этом температура воды составила 3°С, температура сжатого воздуха на выходе из компрессора 38 0С, давление сжатого воздуха 0,5 МПа, расход воды и сжатого воздуха 60 кг/ч и 30 м3/ч, соответственно, максимальная теплопроизводительность системы при фазовом переходе воды 18000 кДж/ч, температура сжатого воздуха на выходе из форсунки (без воды) диаметром 5 мм – (23-25)°С, а из форсунки диаметром 2 мм – (9-15)°С.

Таблица 1

Динамика температуры центра затопления струи

Диаметр форсунки Температура струи (°С) на расстоянии (м)
0 0,1 0,2 0,4 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
5 мм 5 4 2 0 0 0 -3 -5 -5
Физические явления Зона снегообразования
2 мм 4 2 0 0 0 -1,5 -4 -5 -5
Физические явления Зона снегообразования

Для измерения параметров возвратноточной «адиабатной» системы «пневмогидравлическая струя» «холодный воздух» при горизонтальном расположении устройства были проведены исследования с выпуском сжатого воздуха в воздухопровод и эжекцией холодного атмосферного воздуха, работе пневмогидравлической форсунки () и вентилятора, работе пневмогидравлической форсунки () и при работе пневмогидравлической форсунки без подачи воздуха вентилятором.

Искусственный снег, полученный в результате эксперимента, обладает оптимальными параметрами для пылеподавления, позволяя коагулировать и осаждать пылевые частицы.

Формирование искусственного снега происходит при незначительных затратах воды и сжатого воздуха, что значительно удешевляет данный способ пылеподавления по сравнению с использующимися в настоящее время мокрыми методами пылеподавления, а также по сравнению с традиционными способами снегообразования.

3. Эффективным средством пылеподавления при отрицательных температурах воздуха являются снегогенераторы конструкции СПГГИ (ТУ) с пневмогидравлическими форсунками, обеспечивающие устойчивое и направленное снегообразование с коэффициентом 0,85 при различных температурах воздуха, вплоть до умеренных положительных значений (+3С).

При выборе технологии пылеподавления, основанной на применении воды как в жидком, так и в твердом агрегатном состоянии необходимо учитывать фактор смерзаемости увлажненной горной массы.

Данная задача была решена через определение удельного расхода жидкости, требуемой на проведение пылеподавления.

Для определения удельного расхода снега (воды) на пылеподавление в зависимости от диаметра снежинок и пылинок, плотности снега и выхода пыли (ПЛ,%) при добыче угля разработана номограмма (рисунок 6). Ход расчета показан направлением стрелок.

Рисунок 6 – Номограмма для определения удельного расхода снега и воды на пылеподавление

Определение расхода воды на пылеподавление является частью разработанной в рамках данной работы методики выбора рациональных параметров пылеподавления. В методике также оцениваются следующие характеристики:

  • характер технологических процессов, при которых будет проводиться пылеподавление – сменность, интенсивность в течение смены, цикличность процессов и т.д.;
  • запыленность воздуха при проведении технологических процессов;
  • фракционный состав образующейся пыли;
  • преобладающая фракция пылевых частиц;
  • химический состав образующейся пыли, ее гигроскопичнось;
  • преобладающие параметры атмосферных условий при ведении работ.

Рациональным может быть комплексное решение проблемы борьбы с пылением техногенных массивов: создание агрегата, способного выполнять эффективное пылеподавление в зимний период искусственным снегом, а в летний - орошением диспергированной водой.

СПГГИ(ТУ) разработана установка на базе снегогенератора, которая может быть использована круглогодично для пылеподавления при большинстве технологических процессов поверхностного комплекса горных предприятий.

Обработка источников пылевыделения осуществляется с помощью установки, представленной на схеме (рисунок 7). Наряду с ранее разработанными и испытанными в натурных условиях установками, предложена новая компактная конструкция для пылеподавления и коагуляции пыли в более крупные частицы, вероятность сноса которых с пылящих поверхностей значительно снижается, а вторичный этап рекультивации с озеленением происходит быстрее и эффективнее.

Конструктивное исполнение устройства для пылеподавления пылящих поверхностей базируется на универсальном блоке с различными дополнительными элементами (ходовая тележка, обогреватели, устройства для охлаждения и подогрева сжатого воздуха и т.д.).

Окончательная конструкция установки выбирается исходя из конкретных условий определенного предприятия, так, что бы проводить пылеподавление наиболее эффективно и с минимальными затратами.

Рисунок 7 – Принципиальная схема универсальной

пылеподавляющей установки:

1 – компрессор, 2 – емкость с водой,

3 – поворотный блок с форсункой

Технико-экономические показатели экспериментальной установки приведены в таблице 2.

Исходя из условий применения установки возможно дополнение или исключение некоторых элементов. Так при возможности подведения сетевой воды нет необходимости использовать емкость с водой.

При невозможности размещения емкости таким образом, чтобы вода поступала в форсунку под воздействием разряженного воздуха, емкость может дополнительно оборудоваться насосом и другим дополнительным оборудованием.

Снижение себестоимости выработки искусственного снега может быть достигнуто за счет повышения производительности снегогенераторной установки, уменьшения потребляемой электроэнергии, сокращения числа обслуживающего персонала, использования более дешевой воды и т.д.

Таблица 2

Технико-экономические показатели установки

Наименование показателя Значение
Выход снега 2,5 м3/час
Расход воды 1,2 м3/час
Расход сжатого воздуха 0,35 м3/мин
Давление сжатого воздуха 0,5-1 МПа
Диаметр сопла форсунки 3 мм
Напряжение питания 380В
Мощность электродвигателя 4 кВт
Объем емкости с водой 1м3
Cтоимость установки 62 000 рублей
Себестоимость выработки искусственного снега с учетом затрат на аммортизацию, оплату труда, электроэнергию, воду 292,38 руб/м3

Заключение

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую работу, в которой поставлена и решена актуальная задача повышения безопасности труда работающих на открытых горных работах путем разработки способов снижения пылевыделения от мощных стационарных источников на основе новых технологий с использованием фазовых переходов влаги.

Выполненные автором исследования позволяют сделать следующие выводы и дать рекомендации, направленные на улучшение условий труда работников:

1. На основе анализа данных исследований установлено, что интенсивность пылевыделения при технологических процессах на карьерах определяется направлением процессов массообмена в системе «атмосфера – горный массив» и экспоненциально зависит от величины изменения влагосодержания d в единицу времени.

2. Результаты наблюдений и измерений свидетельствуют, что наиболее интенсивно пылеподавление при отрицательной температуре воздуха происходит в процессе конденсации пара и снегообразовании, ядрами кристаллизации в которых являются твердые частицы аэрозоля(пыль), что позволяет использовать эффекты фазовых переходов влаги в системах пылеподавления.

3. На основе лабораторных и натурных исследований установлено, что конденсация пара в объеме пылевого аэрозоля эффективна при пылеподавлении в теплый и холодный период года, но требует значительных затрат энергии при минимальных удельных расходах воды; процессы снегообразования при диспергировании воды в потоке холодного воздуха с пылевым аэрозолем происходят без дополнительных затрат энергии, но определяются случайными природными факторами и происходят при значительных расстояниях полета капель (более 6-10 м) в зависимости от их размера.

4. Исследованиями в лабораторных и натурных условиях установлено, что разработанные в СПГГИ(ТУ) снегогенерирующие устройства на базе пневмогидравлических форсунок обеспечивают устойчивое снегообразование при околонулевой и отрицательной температурах атмосферного воздуха на расстоянии от 0,5 м до сопла форсунки и направленное движение струи конусообразной формы с углом раскрытия 10-15 на расстоянии до 7-10 м.

5. Разработанные устройства, использующие фазовые переходы влаги для пылеподавления источников пылеобразования на карьерах могут эффективно работать в холодный и теплый периоды года при минимальных расходах воды и энергии, обеспечивая на 90-95% снижение запыленности воздуха.

6. Разработанная СПГГИ (ТУ) методика выбора рациональных параметров пылеподавления позволяет определять необходимый расход воды в холодный период года, обеспечивающий эффективное пылеподавление при отсутствии смерзания горной массы. Полученные зависимости позволяют рассчитать параметры пылеподавляющих установок в зависимости от интенсивности источников пылевыделения.

7. Технико-экономическая оценка передвижных снего- и парогенерирующих установок для борьбы с пылью при различных технологических процессах на карьерах свидетельствует о целесообразности их применения и возможности их действия в автономном и полуавтономном режимах; при этом удельные затраты на снегообразование составляют около 300 рублей на 1 м3 снега.

Основные положения работы диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Шувалов Ю.В., Ильченкова С.А., Гаспарьян Н.А., Бульбашев А.П. Снижение пылеобразования и переноса пыли при разрушении горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2004, № 10. – С. 75-78.
  2. Ильченкова С.А., Гаспарьян Н.А. Защита от ветровой эрозии и повышение биопродуктивности насыпных отвалов и рекультивируемых площадей // Записки Горного института - СПб.: СПГГИ (ТУ), 2004, Т.159, Часть 1. – С. 43-46.
  3. Шувалов Ю.В., Гаспарьян Н.А.. Снижение пылевыделения на карьерах с использованием фазовых переходов влаги // Записки Горного института, Санкт-Петербург, 2007 т.170, ч.1. С.135-138
  4. Шувалов Ю.В., Бульбашев А.П., Гаспарьян Н.А. Управление пылевыделением на карьерах с использованием фазовых переходов влаги // Горный информационно-аналитический бюллетень, Москва, 2006, Тематическое приложение «Аэрология», С.127-132.
  5. Гаспарьян Н.А. Использование биоактивных веществ при рекультивации насыпных отвалов и техногенных образований // Записки Горного института, Санкт-Петербург, 2005 т.167, ч.2. С.86-88.


 


Похожие работы:

«КОВШОВ Станислав Вячеславович ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ БИОГЕННОГО СПОСОБА СНИЖЕНИЯ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ ОТВАЛОВ НА РАБОЧЕЕ ПРОСТРАНСТВО КАРЬЕРОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Специальность 05.26.01 - Охрана труда (в горной промышленности) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском...»

«булатова С ветлана И льгизовна обоснование комплекса санитарно-противоэпидемических мероприятий по предупреждению и снижению медико-санитарных последствий биолого-социальных чрезвычайных ситуаций ( на примере Республики Марий Эл) 05.26.02 – безопасность в чрезвычайных ситуациях (медицина катастроф) 14.00.30 – эпидемиология...»

«Сытдыков Максим Равильевич МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОРОШКОВОГО ОГНЕТУШИТЕЛЯ СО ВСТРОЕННОЙ ПОРИСТОЙ ЕМКОСТЬЮ (применительно к пожароопасным производственным объектам нефтебаз) 05.26.03 пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт- Петербург – 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Научный руководитель – доктор технических наук,...»

«Дроговоз Виктор Анатольевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ ПОСТРАДАВШИХ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ С ПОМОЩЬЮ МОБИЛЬНЫХ ТЕЛЕМЕДИЦИНСКИХ КОМПЛЕКСОВ Специальность 05.26.02 – Безопасность в чрезвычайных ситуациях (авиационная и ракетно-космическая техника) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2009 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Государственном научном центре Российской Федерации- Институте...»

«СОДЕРЖАНИЕ НОВЫЕ ПОСТУПЛЕНИЯ 2 Сельское хозяйство 2 Общие вопросы сельского хозяйства 2 Почвоведение 2 Земледелие 2 Растениеводство 2 Защита растений 3 Животноводство 3 Ветеринария 4 Охота и охотничье хозяйство 4 Механизация и электрификация сельского хозяйства 4 Экономика сельского хозяйства 5 Охрана окружающей среды в сельском хозяйстве 6 Лесное хозяйство 6 Пищевая...»

«Ширшов Александр Борисович СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ВРЕДНОГО И ОПАСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ТЯГОВОЙ СЕТИ специальность 05.26.01 – Охрана труда (электроэнергетика) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Челябинск – 2006 Работа выполнена на кафедре Безопасность жизнедеятельности ГОУ ВПО Уральского государственного университета путей сообщения. Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Кузнецов К.Б. Официальные...»

«ЧАБАЕВ ЛЕЧА УСМАНОВИЧ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ ГАЗОВЫХ ФОНТАНОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТЕ СКВАЖИН Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Уфа 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый...»

«ПОЛУНИН ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ И БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ МОБИЛЬНЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗА СЧЕТ АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ 05.26.01 – ОХРАНА ТРУДА (отрасль АПК) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург - Пушкин –2009 Работа выполнена на кафедре Безопасность жизнедеятельности ФГОУ ВПО Челябинский государственный агроинженерный университет Научный руководитель: доктор...»

«БОГДАНОВ Андрей Владимирович ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ МОБИЛЬНЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Специальность 05.26.01 – Охрана труда (в агропромышленном комплексе) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург – Пушкин – 2010 Работа выполнена на кафедре Безопасность жизнедеятельности ФГОУ ВПО Челябинская государственная агроинженерная академия Научный консультант:...»

«Клаптюк Ирина Викторовна Ультразвуковая и твердофазная экстракци я в исследовании светлых нефтепродуктов при мониторинге чрезвычайных ситуаци й 05.26.02 – безопасность в чрезвычайных ситуациях (нефтегазовая отрасль) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский университет...»

«Бондарук Анатолий Моисеевич ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ЭТАПАХ СТРОИТЕЛЬСТВА И ОСВОЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА Специальность 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2011 Работа выполнена в Башкирском государственном университете (БашГУ) Научный руководитель доктор технических наук Ямалетдинова Клара Шаиховна

«Александров АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ Особенности внутригрупповых процессов в учебных группах вуза МЧС России 05.26.03 – пожарная и промышленная безопасность Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Санкт-Петербург 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России





Загрузка...


наверх

 
<<  ГЛАВНАЯ   |    КОНТАКТЫ
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.