автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка эффективного способа подавления пыли и газов при взрывных работах в карьерах

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА

На правах рукописи БИМБЕТОВ Мелдехан Усенович

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОГО СПОСОБА ПОДАВЛЕНИЯ ПЫЛИ И ГАЗОВ ПРИ ВЗРЫЬШХ РАБОТАХ а КАРЬЕРАХ

05.26.01 - "Охрана труда и пожарная безопасность" (в горной промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

ии на соискание учен кандидата технических наук

диссертации на соискание ученой степени

Алма-Ата - 1992

Диссертационная работа выполнена в Казахокоц ордена Трудового

Красного Знамена политехническом института имени В, И. Ленина

Научные руководители: чден-корр. АН КазССР, профессор, доктор

технических наук Ш.Ч.ЧудакоЭ. доцент, кандидат технических наук Т.К.Ахмадианов

Официальные одлонентш лариий научный оотрудник, доктор

Технических наук В.В.Степанов, дсы-.энт, кандидат технических щук В.Н-Куотов

Ведущее предприятие - Карага&дшюккй горнснобогатительнчЯ

комбинат

Защита диссертации сэстоитоя * 5 ч> -ЫЛСНИ 1992 •?. в \У чао „- ,: мин. на заседании специализированного совета К 008,15,01 щш Институте горного дела АН Республики Казахстан по адресу| 480046, г.Алв-Ата, проспект Абая, 191

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института горного дела АН Республики Казахстан '

Автореферат равоолан * " уМ^Я 1992 г.

Ученый секретарь

специализированного совета

докт.техн.наук сл^^у ' С.И.ПЕТРОВИЧ

0Б1!'А}{ ХЛРЖГЕРЙСТИКЛ РАБОТЫ

" Актуальность работы. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов в настоящее время являются важнейшей социально-экономической щк Злемой. Актуальность этой проблемы остро ощущается при разработке месторо;кде, .¿1 полезных ископаемых открытым способом, который является одним из эйуектившгх способов добычи руд по технтсо-экономтесглзл показателя?.! и безопасности. Непрерывный рост производственных мощностей открытого способа привел к увеличению глубины карьеров и масштабов взрн^нкх рабох'. Глубина некоторых карьеров л разрезов'на сегодня составляет 150-У50 )л. В ближайщем будущем она достигнет 250-350 м, а по проектам 500 м и более. Количество одновременно взрываемого взрывчатого вещества (ГШ) достигает'от 10 до 1000 т.

Одним из основных технологических процессов б карьерах, обладающих высокой интенсивностью выбросов пили и газов, являются массовые нзршш. При взрывных работах концентрация выделяющихся вред- . ¡гостей зависит от количества одновременно взрываемого ВВ, его удельного расхода и т.д. Установлено, что при удельном расходе ВВ от 0,37 кг/м3 до 1,03 иг/м3 образуется от 0,03 кг до 0,17 кг пыли на 1 м3 горной массы и 33 л газа СО с. взрывания I кг ВЛ.

Увеличение объема'взрывных работ при нарастающем темпа глубины открытой разработки месторождении сопровождается синением эффективности естественного проветр;шанИя карьеров и загрязнением. их атмосферы ц окружающей среды. При этом ухудшаются условия труда, увеличиваются вынужденные простои горных работ в карьере, вследствие превышения концентрации вредных примесей предельно-допустимых норм, а такяе наносится экономический ущерб за счет отрицательного воздействие пыли'и газов ня окружающую среду.

Кроме "'ого лри наличии ветровой активности отмечаются и потери полезных компонентов руды, уносимые в виде пылевых частиц из . образовавщегося чылегазового облака (ПГО) в момент взрыва.

Однако, несмотря на наличие различных способов и средств подавления пыли и газов проблема оценки и снижения их выбросов в карьерах при взрывных paбoтav остается открытой;

Поэтому, разработка методики оценки количества выбросов и эффективного способа подавления вредных примесей, обеспечивающе-

го улучшение атмосферных условий в карьере и окружающей среды при кассовых взрывах является актуальной задачей.

Целью /щссортациснкой работы является улучшение атмосферных условий 1'р; -а и предотвращений загрязнения окружающей среды путей разработки эффективного способа подавления пыли и газов при взрывных работах в карьер

Основная идея работы заключается в локализации пылегазово-го облака с помощью воздушных струй, а такне осаждения пили и нейтрализации ядовитпх газов подними растворами, подаваемыми на-ве-гсочу движения нылегазового облака.

Задачи исследования: - - '

- аналитическое сбосопаний изменения обьзиа пылегазового облака и концентрации в нем пыли и газов с момента производства взрыва в зависимости от комплекса влияющих факторов;

- разработка методики определения количества выбросов вредных примесей в атмосферу при взрывных работах в карьерах;

- экспериментальнаэ определение изменения концентрации пыли и газов э районе взорванного блока и оценка их сходимости с расчетными данными;

- разработка эффективного способа подавления пыли и газов при взрывных работах в карьерах;

- промышленные испытания равработа^чого способа подавления пыли и газов и оценка ех>п эффективности.

Методы исследования: анализ таории и практики пылегазоподав-ления при взрывных работах; аналитические исследования для установления характера изменения объема пылогазового облака, его концентрации с расстоянием и во времени при взрывных работах в карьерах; экспериментальные исследования для установления достоверности расчетных данных по обьему и концентрации вредностей пыле-газового облака, а также для оценки эффективности разработанного способа подавления пыли и газов при взрывных работах в карьерах; математическая статистика при обработке результатов лабораторных и промышленных зк лериментов.

Научю положения, ащищаемые в работе:

- изменение обмена пыдегаэовог- облава от времени и скорости естественного ветрового потока подчиняется параболической закономерности : ...

- вменение концентрации пыли и га ров пылегазового оолана от времени, динами^схих ж температурных факторов носит знионенциаль-ш.й хргактер;

- интенсивность улавливания частиц шли пылегазового облака каплями диспергированной воды от ех энергетически* показателей характеризуется экспоненциальной зависимостью.

Научная новизна проведенных исследований заключается:

- в установление закономерностей пмэнегая во времени объема, концентрации шли и газов пылехазового облака, отличающиеся тем, что в них учитываются аналитическая зависимость начальной скорости выхода гшлегазового облака от физико-механических свойств взрываемого массива, характеристики ЗВ, а такав температура взрыва при наличии естественного ветрового потока и штиле;

- в определении траектории развитая водяной струи в открытом пространстве, подаваемой на пьшегазово- облако, учитывающей угол подачи, конденсацию и испарение влаги;

- в разработке методики оценки выбросов вредных примесей при воршшх работах в карьерах, основанной на использовании закономерностей изменения концентрации пыли л газов пылегазового облака и его объема, а также нового автоматического пылепробоотбор-ника $

- в разработке математической модели оценки эффективности способов подавления пыли и го:юл при взрыь.лх работах в карьерах, отличающейся тем, что в ней учитываются эрег/- достижения 1ЩК вредностей пылегазового облака и потери руды в виде пылевых частиц, уносимых за пределы .рудного блока, а также ущерб от выбрсоов взрыва в окружающую среду; • .

- в определении эффективности улавливания пылевых частиц каплями водного раствора и его удельного расхдца, а также времени достижения ЦЦК пыли в пылегазоном облаке, отличающиеся тем, что в них учитываются энергетически^- состояния капли и частицы пыли и ¡к поверхности" а. ■

Обоснованность и достоверность чаучшх положений, выводов п рекомендаций подтверждаются:

- использованием классических методов аналитических исследований динамики изменения концентрации.пыли и газов в пылетазовом облаке и его объема}

- применением современных и апробированных экспериментальных методов и аппаратуры для замера концентрации пыли и газов;

- удовлетворительной сходимостью аналитически рассчитанных величин намерения объема и концентрации вредных пршесей пылегазового облака с данными экспериментов (относительная погрешность

не превышает, соответственно 13,1$ и 14,5$).

Значение шботц. Научное значение работы заключается: в разработке аналитических, зависимостей изменения объема щлегазо-вого облака и его концентрации во времени, позволяющих установить количество выбрасываомых средних приг.'есей, прогнозировать загрязняемый объем атмосферы и определить, время достижения ЦЦК пили и газов в районе взорванного.блока и в карьере; в разработке аналитической зависимости начальной скорости выхода пи яе га зов ого облака, позволяй ч; определить влияние на объем пылегазового облака физико-механических свойств взрываемого массива и характеристик ЯВ; в обосновании расчетны.. параметров угла подачи и скорости подъема лоздушншс струй в вертикальной плоскости при штиле и наличии ветра, обеспечивающие полную локализацию пылегазового облага, и следовательно предотвращение потери ценных компонентов и загрязекение окрулгщгй с^еди пылью и газами} в разработке м& • тематической модели эколого-зкономической оценки эффективности способов подавления пили и газов при ьзрывшх работах в карьерах для выбор;! эффективного способа сюр>-би с вредными выбросами.

Практическое значение работы заключается: в разработке методики опре зления количества выбросов вредных примесей при взрывных работах в карьерах; ь разработке нового эффективного способа подавления пыли и газов при взрывных работах в карьерах; в разработке автоматического прибора для отбора проб пыли и газов через заданные интервалы времени,

Реализа и выводов и рекомендаций роботы. •

Разработанный способ подавления шиш и газов при взрывных, работах внедрен на Шемонаихш.оком карьере Восточного Казахстанского медно-химического комбината о расчетный экономическим аффектом 23,5 тыс.рублей/год. Кроме того, данный способ принят для использования в проектной практике институтом ЩШИПП. Разработанная методика оценки количества выделяющихся вредных примесей при массовых взрыьах в карьерах принята и утверждена институтом ГГО имени А.И.Воейкова как методические указания для пре. .приятий цветной металлургии.

Апообациц забота. Ою. ,вное содержание диссертационной работы и ее отдельные положекш доложены на научно-технических шифере» ошх профессорско-преподавательского и научного состава Каз-ПТИ им.В.И.Долина, посвященных "50-детшо института" и'.Алма-Аге,

1964 г.), на областной научно-технической конференцил" Молодые ученые области ускорению научно-технического прогресса и развитию науки" (г.Рудный, 1988 г.), на научно-практической конференции "Комплексное и рациональное освоение железорудных мссторож- ! дений и охрана природы" (г.Губкин. 1988 г.).

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 10 научных трудов, в том числе получено 2 авторских свидетельства.

Объем и структута диссертации.

Диссертационная работа состоят из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 149 страшщах машинописного текста, содержит II рисунков, 12 таблиц и список литературы из 100 нагале-

НОВЭ1ШЙ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЗШШЕ РАБОТЫ

Снижение выбросов вредных примесей и разработка методики их количественной оценки при взрывных работах в карьерах является одной из составных частей проблемы рационального использования недр и охраны окружающей среды. В ото '.ествешюй науке накоплен значительный опыт их решения. 13 трудах докторов наук В.А.Михайлова, В.С.Никитина, К;3.Ушакова, С.С.Филатова, ПЛ.Чулакова, К.З.Битколова, П.В.Бересневича, В.В.Степанова и кандидатов наук И.Мухитова, И.В.Фурса, Т.К.Ахмеджанова, В.И.Пичуева, Г.М.Сагим-баевой, С.М.Рослякова,М.М.Конорева, Г.Ф.Нестеренко других исследованы проблемы оздоровления атмосферных условий и окружаю-, щей среды при взрывных работах.

В работах отечественных и зарубежных ученых предложены раз- ' личные мероприятия, способы и средства по борьбе с пылью и газами при производстве взрывных работ в каиьерах. При этом известны различные мероприятия технологического и организационного характера, а способы и средства основаны на гидрообоспылиБаши', применении пены и искусственном проветривании.

Однако, вопросы связанные с предотвращением уноса вредных примесей за пределы рудного блока и карьера при .взрывах, сопровождающиеся загрязнением окружающей среды и потери ценных компонентов до настоящего времени остаются открытыми. Кроме того, из-весише методики экспериментального определения выбросов вред- ' ностей при взрывных работах в карьерах технически трудно ооущест-

е

виш и недостаточно научно обоснованы.

Существуйте методы расчета изменения объема одноразового облака при езривных работах в карьерах основаны на представлении его в виде шара,усеченного ноцуса, п-1'о не соответствуют фактически,! данным. В двссерт 'дионной работе описание развития объема пылогазового облака осноВ"вается на характере изменения граничных его траекторий в воздушном пространстве под действием динамических и температурных факторов при наличии естественного ветра и штиле.

Аналитически установлено, что при наличии естественного ветра объем пияегазового облака моньо рассчитать по формуле

где V -скорость естественного ветрового потока, ад/с; Л - угол псширения естественного ветра, град; ^ - время о момента производства взрыва, с; 0о - размер взрываемого блока, и; и» -начальная скорость выхода пылогазового облака из блока, ц/о;

ЬТ -Т0-Татй» Тв , Тата - соответственно начальная температура пылегазох^го облака и температура окружающей ореды, К* ; Т-^}^

- угол расширения шлегазового облака, град; От- коэффицент структуры неизотермической струи (ат= 0,5); Ч - угол между ооью шлегазового осмшка и горизонтом, град.

Из форцулы (I) легко мокно подучить объем шлегазового облака при штиле, т.е. при V = О,

*пг.оыт V1 к*\ (а,/й,)1

С увеличением объема пылегаэового облака во времени одновременно происходит и уменьшение концентрации в нем пыли и газов. Существу аде расчетные формулы изменения концентрации пили и газе! иыдегарового облака в основном носят эмпирический характер и не учитывают физико-механические свойства взрываемого массива и характеристики ВВ.

Аналитические исследования автора позволили установить зависимость изменения концентрации пили и газов в пылегаэовом облаке» кс-орая имеег вид

з/ э•o,2^г^.^o■Л92•AT./г.^ft,.^ "V »¡гИч-о? н.

. Ил-И.-е - , , о)

1де пачалышя концентрация пыли и газов а перпопачалыГои объеме V. , мг/мэ; - изменение начальной концентрация

шиш и газов на расстоянии К« по осп пшюгазового облака некоторый период времени I , мг/ы3; время форшрованпп пер-воначалшого объема V,, , с; ^ - вреия, отечнтываеше от , с.

С помощью формулы (3) можно определить измерения концентрации вредностей ко только на основании пшюгазового облака, по я в любой точке ого оси по вреиени.

Следует отметить, что одним из важных моментов при определении изменении концентрации пыли я газов является установление времени достижения ЦДК вредности в любой точке оси пшюгазового облака.

Анализ данных пролшалегашх экспериментов показывает, что концентрация пшш и газон на оси пшюгазового облака шест в одно и то ке враля разные значения. Пря этом максимальном значение концентрации вредности характерно для основания пшюгазового облака. Из этого следует, что время достижения ЦДК пыли и газов пылегазового облака достаточно определить в его основании.

Для этого используется фордула (3) из которой пгсле определенных математических преобразован*-**, устанавливается, что

. (4.

тае

/и.)1

По форлуле (4) также.можно определить время достижения ПДК пыли и газов в любой точиVоси пшюгазового облака.

Отличительными особенностями полученных зависимостей С1-4) являются то, что в них учитываются влияние прочностных характеристик взрываемого массива вплоть до трещшоватости и свойств Бь Это выражено в начальной скорости выхода пылегазового облака.

определяемой из следующего выражения

где 2) - скорость детонации Ш, м/с; Г» , Г„ - радиус соответственно заряда и пределы'^'! полости, ы; Г - текущее расстояние гранады раздела продукты детонации-среда, м; т„ ПЧ^-масса соответственно заключенная в зоне предельной полости, заряда, за бой', к, кг; - показатель изэнтрош на втором участке, равный 1,25-1,4.

В полученном уравнении прочностные характеристики ореды, учитываются предельны!.! радиусом полости.

Для определения первоначальной температуры пылегазового облака I Т, ) испольэована методгаса БНЖБТГ.

С целью количь-твенной оценки иыбросов вредных примесей при массовых взрывах в карьерах, а также для подтверждения достоверности получешшх аналитических' зависимостей (1-4) автором, совместно с ЦЩ'ИПП, разработана методика проведения экспериментальных работ и расчета параметров пылегрзоьаго облака, которая утверждена институтом ГГО имени Л.И.Воейкова. Это методика была усовершенствована авторам на основе разработки нового автоматического шлепробоотборнкка (А,с. й 1259042). При этом в милент производства взрыве, от его сейсмического воздействия включались автоматические пылеи^обоотборншш,- установленные » взрываемого блока в укрытиях. Отбиралось одновременно не менее четырех проб : на шль и газ. Время отбора каждой последующей пробы вредности было заранее задано с помощью специального механизма, обеспечи-, ваицего подключение соответствующих воздуходувок. Одновременно • с момента производства взрыва по известной методике определения газовости ВВ аксперименталыга определялся объем пылегазового облака. Полученные экспериментальные данные изменения объема пылегазового облака и концентрации пыли и газов в нем во времени сравнивали о их расчетными значениями, рассчитанными по формулам (I) и СЗ), Степень сходимости результатов расчетных и эксперименталы* ных данных соответственно составляет 86,9 и 8б,5£, а для газа СО 79»2$ (рис. 1.2). Отмеченное .указывает на достаточную надежность расчетных формул (I) и (3) и возможность их использования для крличесп знной оцешш выбросов вредностей пр. массовых взрыва.{ в карьерах.

<м

«v

IM

M ¥ M i»

«to

<110 no

»40 ТОО SM 410 4 zu

HO 0

1 \\

I

1 'А

||

! \ к 4V

\

3d

иг/м1

it i eo 1 —

SO Nu« f£B

Рио.1. Изменение объема пылега- Рис.2. Изменение запыленности зового облака во п> ;меии. ПГО поело лэршза го времени.

---расчетные значения; х-х-х - расчетные г.начошш;

---- эксперимонтальа .а дашшо — - эксприименгалыше данные.

С целью поданлегш пили и газои образующихся пр1' взрывных заботах в карьерах разработан новый сповоб (A.C. ß 143а;М'.)).

Сущность разработанного способа заключается в том, что перед взрывом вокруг взрываемого блока на безопасном расстоянии (Я»| ) устанавливаются три самоходные вентиляторные установки, создагацие од-иоврем<. но воздуьлие и во-ДЯ1ШЭ Cipyи СРис.З). Их располагают на линиях, проведеш!"Х через целтр взрравемого блока и обра-

Рис. Т. Способ подавления пшш л газов при взрывных работах в карьерах.

зуыцие в точке пересечения друг с другой угол £ & 120°. В момент про гаодства взрнвг вклвчают все три установки и па чина юг подачу воздушных и водяных струй. Причем оси воздушных струй направляют в одной гэризог^альыой плоскости по касательной и боковой поверхности подшшаацегося пылегазового облака. Ори этом образуется угол В . между осью воздушной струи я линией соединяющей центр взрываемого блока с местом -асполокепня установки. Значен-ние этого угла определяется формулой.

. В-агф-*^ * (в)

вде се7- радиус требуемого' сечения поднимающегося пцлегазово-го облака, м;

Формула С ti) пригодна для всех трех установок при штиле, а при наличии естественного ветра ось воздушной струи установки, рпсполокешюй на линии перпендикулярной направлении ветра, ориентирует по гасательной к боковой поверхности пылегазового облака но углом JLC , который определяется как

Г mrti» l'W ^

Итг.сеч)-0-ТГ /о , ,

0V).uj.Boe (7)

где 0L - коэффициент структуры струи (для изотермической струи

Q = 0,06 + 0,07); Uoe- начальная скорость выхода .воздушной струи, м/с; * Boj - началлый радиус .зоэдуптой струи, м.

При этом оси воздушных струй остальных устанопок направят г такте не касательной к боковой поверхности пылегазового облака под углом не более 0 . С подъемом шшегаздеого облака осуцест-. вляют подъем воздушных струй со скоростью СО , соответствующей скорости подъема пылегазового облака. Одновременно с подачей воздушных струй производят подачу водяных струй со всех трех установок свьрху впит • навстречу поднимающегося пылегазового облака. Продолжительность псщачи воздушных и водяных струй устанавливается в соответствии со временем достижения ВДК ныли и газов в шлегазовом облаке.

Скорость подъема воздушны*- струй в вертикальной плоскости ( СО ) определена аналитическим путем в соответствии со скоростью подъема пылегазового облака.

При локализации пылегазового облака воздушными струями изменение его объема мохно описать зависимостью вида

V »чт о1 .,/з о.а и. олаа &Т„/М ,сл

\пго Л "теск^ (ь^ъ.)1 •

Из формулы (8) видно, что объем пылегааоного облака мо.шо существенно уменьшить, через радиус требуемого сечения, за счет изменения углов подачи воздушных струй.

При осуществлении предлагаемого спо.эба подавления пыли и газов при взрывных работах в карьерах одним из основных параметров является траектория водяной струи и ее дальнобойность. 'Величина ее определена аналитическими исследованиями.

Для установления эффективности подавления шли кашш.-' диспергированной воды предлагается аналитическая зависшость изменения концентрации пыли в локализованном объеме пилегазовогэ облака в. функции от комплекса влияющих факторов.

VII.. в

»*-ь^гИ-смм Ь г,' (т,;V ткр у„г0 (э)

где. 64г- коэффициент поверхностного натяаены на гташще

жид-

кость-воздух, Н/и; В1 - краевой угол смачивания, град; тг,

- масса соответственно часуицы пыли I -той фракщ.; и капли

- | -той фракции, кг| Цц , 1/'(,| - скорость соответственно частицы пыли 1-той фракции у капли j -той фракциг, м/с} начальный расход водяного раствора, м3/с} - время оро. зшы, с;

Упг0 - объем шлеггзового облака за некоторий период щ ^мени,

нэ

Из подученной зависимости (9) мохно установить время достижения ПДК пыли в пнлегазовом облаке при условии, что = >

4- - 'У Цгй'Яп& £ {¡и^ ^ЛЪаЬ . 00) (V- и» р 1*1,1-гМУ.г^

Анализ получечного выражения показывает, что уменьшенг'з г фициента поверхностного натяже,-чя подаваемого водною х^зствора, а также объема пылета:ювого облака приводит к сокращению времени достикений ДЦК пили и нем.

Опитио-тромш ленная проверка ^педлагаемого способа киле-гало-подавления показала, нпсокую степень сходимости (8о,чо) раесчи-танних № форду ле (9^ и (Фактических данных .> тненвнпя го..ц.>||~ тршшг пыли пы ?газовог.') об; жч VГио.4).

юо-т ш

т

500

400

300

МО

<ои

-

1

д г\\ \\

1

1 1 \\ У\ •м

■

ц ч \\

'

\ \\ > ■ ____ к

кг

Л

нфч'

Л

Для выбора эффективных мероприятий, способов и . средств пыле-газоподавле-ния при массовых взрывах, в карьерах, разработана экономике - математическая модель, в которой учитываются экономические и экологические факторы, т.е.

ю

го i

»

И пин VI

¿яс.4. Изменение концентрации пыли НТО от времени при применении предлагаемого способа; х-х-х - расчг 'ныс значения; - - экспериментальные данные.

V и.под _ ^чтм "¿И.м.пов + 51 31=--—

и

нов+

___

+у».г.и п'и.о. 06 + Е ^Кд

+ Чгм '

где — приведенные капитальные затраты через нормативный коэ-ффицент эффективности капитальных вложений I -го способа, руб/м } V, г„ - объем взрываемой горной массы, подлежащей обеспыливанию, мг; „„}- стоимость машино-часа ] -й машины и механизма подготовительных работ при I -м способе, руб/час;

^]1г.и.поЗ- 'часовая производительность ] -й машины и механизма подготовительных работ при 1-м способе, м3/час; Зирп0д ,51ПР 0СИ - затраты на простои горных работ при проведении 1-го способа,

связанные соответственно с подготоштел! ной и основной работе!! подавления пыли и газов, руб/час; время простоя горних

работ во время проведения подготовительных работ по подавлению пили и газов при I -м способе; час; ^ осн- время достижения ЦДК пыли и газов в районе взорванного блока после взрыва при проведении основных работ по подавдению пыли и газов I -го способа, час; - расход д -го обеспыливающего материала или средства на I м3 взрываемой горной массы, подлежащей обеспыливанию при I -м способе, т/м3; С^ - стоимость 1т ^ -го обеспыливающего материала или средства, руб/т; 00Б- стоимость машшо-часа ^ -го обеспыливающего оборудования при I -м способе, м3/час; (Ц-^- количество руды, уносимой в виде гылевих частиц за пределы рудных блоков при I -м ,пособо, т; Ср -стоимость I т ...уды, руб/т; Зг , 3„ - ущерб от выбросов I т соответственно газа и пыли в атмосферу, руб/т; Р1п , Р1г количество соответм^ень.) пыли и газа, загрязняющих окх^умютую. среду при 1-м способе, т; Ё Кд - сум/.1а капитальных вложений при 1-м способе, руС; (ГГ1 и к » П и б - общее количество соответственно машин и механизмы при подготовке и выполнении обеспыливающих мероприятий, пылеподавлявдих материалов чли средств и капитальных вложений при I -м ¡пособи.

При решении экономико-математической модели предлагается два критерия: "временной" .. "экономический".

Временной крит рий оценки оффективнос'-н способов педаплош.: пыли И;газов определяемся как

г-А^. (12)

где , - время достижения ЫК пшш м газов в шлегазовом облаке соответственно до и посла применения пред^гаемог« способа, час.

При атом способ будет эффективна по подавлена пы.т т и газов, ёоли критерий Т<1- Из оравнимаемых способ наиболее эффективны является тот, у которого минимальное значение т; .

Экономический критерий оценки эффективности определяется следующим обра юм

э

(13)

где Ч - экономический э$х>1:т от внедрения способа подавления пылч и г^зов, руб/год; ГЗ; - суммарные затраты на осуществление способа подавления пыли л газов при взрывных работах, руб/год.

Способ будет экономически эффективным при условии ^ > I, а из сравниваемых, тог, у которого на: Золыиее значение .

Предлагаемый способ подавления пыли и газов при взрывных работах могло использовать на всех открытых разработках, где подготовка полезных ископаемых к выемке производится взрыванием.

В условиях Шемонаихинского карьера Восточно-Казахстанского медно-химичесього комбината применение разработанного способа подавления пыли и газов при взрывных работах позволило получить расчетный экономический эффект в размере 23,5 тыс.рублей в год. Кроме того улучшились анитарно-гигиенические условия в карьере и уменьшилось загрязнение окружающей среды за счет предотвращения уноса вредных примесей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной научной и пра гической задачи охраны труда и окружающей среды, заключающейся в разработке эффективного :способа подавления пыли и газса при массовых взрывах в карьерах.

Основные научные выводы и практические рекомендации сводится к следующему:

; I. В резу. ьтате установления закона изменения граничных траекторий пылегазового облака получена новая аналитическая зависимость изменения его объема во времени и пространстве с уче- . тов физико-механических свойств взрываемого массива, характеристик ВВ, температурного фактора, наличия естественного ветра и штиля.

2. Разработав аналитические зависимости концентрации пыли и газов во времени, а также периода достижения 1ЩК вредностей в любой точке оси пылегазового облака.

3. Получена новая аналитическая зависимость начальной скорости выхода пылегазового облака в функции от комплексе влияющих факторов, включающих прочностные характеристики пород, количества ВВ, скорость детонации ЕВ и другие, позволяющая установить во времени и на расстоянии от блока характер изменения объема пылегазо-. вого облака и концентрации вредных примесей в нем.

4. Предложена новая методика определения выбросов вредных

пгшесей при массовых взрывах в карьерах, основанная на применение разработанного автором'це-орогостоящего пылепробоотборника, которая принята и утверждена институтом ГГО имени А.И.Воейк^па.

5. Разработан новый способ подавления пни и газов при массовых взрывах в карьерах основанный на локализации пилегазового облака воздушными струями. При атом осаждение шли и нейтрализация ядовитых газов осуществляются водншли растворами подаваемыми сверху на локализованный объем. Обоснованы следующие основные расчетные п:^иметрц воздушных и водяных струй:

- угол подачи воздушной струи, обеспечивающий ее дальнобойность для полной локализации и образование требуемого сечения пилегазового облака при наличии ветра и штиле;

- скорость подъема воздушных струп..соответствующая скорости подъема пылегазового облака;

- Высота и ширина струи в момент соприкосновения с пилега^о-вш облаком;

- величина локализованного объема пилегазового с о лака;

- уравнение траектории и дальнобойности г эднных струй от комплекса факторов.

6. Установлены аналитические зависимости пзмрченшг коицеа-грации иыли пылегазового облака во времени, удельного расхода пыле-газоподавлятацего раствора и времени достижения Г"К вроднос--гей. Достоверность полученных зависимостей подтверждается сходимостью расчетных и экспериментальных данных с относительной погрешностью до 13,6$.

7. Разработана методика оценки'зфрекпшности способов подчинения пыли и газов при взрывных работах в карьерах, нозеолявдн 1роизвести выбор эффективного способа на основе зкономлческого

I социального критериев.

8. Промышленные испытания разработанного способа показали, по его эффективность по подавлению пыли й газа СО достигает соответственно до 92 и -о%. Предлагавши способ внедрен на Ше-юнаиххмском карьере ВКЫХК с расчетным экономическим эф^елюм ¡3,5 тыс.рублей в год, а также принят дтя использования в про-жтной практике институтом ЦНИШШ.

Оснсэные погожения диссертации опубликов-.^ з следующих-заботах:

• I. Бпмбетов 1,1.У , Абдраыанов Ш.А. Определение выбросок шли I газов при взрывных работ?" в ).арьерах// Охрани окружающей сре-

ды при эксплуатации рудных месторождении» - Алма-Ата, КазПТИ, , 1980, с.ГАММ.

'¿. Бшлбстов U.У. К'шлагамбегов Б.Б., Демесинов Р.Х. Оценка,, оффсктшшостн способов подавления шли и газов при взрывных .работах в карьерах // Охрана окружающей среды при эксплуатации месторождений. - Алма-Ата, КазПТИ, 1906, с.47-51.

3. A.c.1^59042 С!СОР, ЫКИ3 21 F 5/00. Устройство для отбора проб запыленного воздуха /П.Ч.Чулаков, М.У.Бимбетов, Т.К.Ахмед-жлнов (СССР). - 3 с: ил.

4. Бимбетов М.У. К вопросу оценки запыленности воздуха, при массовых взрывах в карьерах Л Охрана окружающей, среды при. экс- . ■ плуатации А;дных месторождений. - Алма-Ата, КазПТИ, 1988, с.51-55.

5. Бимбетов М.У. Изменение объема пшюгазового облака от взрывных paöov при его локализации в карьере.// Молодые ученые области по. ускорен™ ш.учпо-тошшчсского прогресса и развитию науки: Тез.докл.обл.научно-техн.конф. - Рудный, 1988, с.118.

С. 1\.г.Шг?ЛЧ СССР, ШИ3 Е 21 F- U/U2, I/Ш. Способ подавления пыли и газов при взрывных работах в карьерах / П.Ч.Чулаков, М.У.Бимбетов, Т.К.Ахмеджаиов, А.А.Канбатыров (СССР). - 3 с: ил.

7. Ахмеджанов Т.К., Бимбетов М.У. Спосо* снижения выбросов пыли и газов в атмосферу при взрывных работах в карьерах // Комплексное и рациональное освоение железорудных месторождений и охрана природы: Тез.докл.обл.научно-прак.конф. - Губкин, 1988, с.87-08.

8. Ахмеджанов Т.К., Бшбетов М.У. О подавлении пыли и тазы при взрг пых работах в карьерах'// Комдлексное использование минерального сырья. - 1908. - К 10. - '"'.76-79.

9. Бимбетов М.У. К установлению некоторых параметров способа подавления пыли и газов при взрывых работах в карьерах. М., 1988, -5с.- Деп. В 131Б1ИТИ 03.05.88. № 3351-1308.

10. Бимбетов М.У. Способ подавления шли и газов при взрыв- ■ ных работах в карьерах // Охрана окружающей среды при разработке твердых полезных ископаемых. - Алма-Ата, КазПТИ, 1989, C.4-G.

Тираж 100 экз. Формат 60 х 90 T./I6 Бумага тплографскад tö I.

Объем I,«J5 Заказ №

Отпечатано в печатно-множительнои лаборатории КазПТП имени 13.1!Ленина, Алма-Ата, Сатпасва, 22