автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка ресурсосберегающих технологий обеспыливания процессов горного производства

Гг^

Мшшстерство топлива и энергетики Российской Федерации

Гч.

^ Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (НИИОГР)

¡5^. На правах рукописи

л?

•

I

'Ч

Канд. техн.наук Геннадий Александрович КРУГЛ ОБ

УДК 622.807.8.003.13

РАЗРАБОТКА

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.26.01 "Охрана труда"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Челябинск 1997

Работа выполнена в Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте по добыче полезных ископаемых открытым способом.

Официальные оппоненты:

- д.т.н., проф. Ищук Игорь Григорьевич;

- д.т.н., проф. Мочалов Вадим Васильевич;

- д.т.н., проф. Мурашов Вячеслав Иванович.

Ведущее предприятие - АО "Челябинскуголь".

Автореферат разослан "Л6" _1997 г.

Защита диссертации состоится 29 октября 1997 г. в 10 час, на заседании специализированного совета Д 135.10.02 в Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте по добыче полезных ископаемых открытым способом.

С диссертацией можно ознакомиться в секретариате ученого совета института.

Отзывы в двух экземплярах просим направлять по адресу:

454080, г.Челябинск, пр.Ленина, 83, НИИОГР.

Ученый секретарь специализированного совета,

канд.техн .наук

Н.Ю. Назарова

ВВЕДЕНИЕ

Добыча полезных ископаемых открытым способом сопровождается многосторонним негативным воздействием на окружающую среду. В значительной степени это воздействие проявляется в загрязнении воздушного бассейна пылыо, причем уровень загрязнения пропорционален интенсивности производственных процессов при выемке и транспортировке горной массы. В связи с этим исследованиям пылеобра-зующей способности горных пород, пылеобразования при различных технологических процессах, разработке способов и средств борьбы с пылыо уделено большое внимание со стороны ученых и инженеров, внесших значительный вклад в теорию и практику решения данной проблемы на открытых разработках.

Вопросам нормализации атмосферы карьерного пространства и, в частности, снижения загрязнения воздушного бассейна посвящены исследования академиков и докторов технических наук

A.А.Скочинского, В. В. Ржевского, К.З. Ушакова, И.Г.Ищука,

B.В.Силаева, А.А.Цыцуры, В.П.Журавлева, П.В.Бересневича, В.А.Михайлова, Н.З.Битколова, В.А.Минко, А.Н.Купина, Г.Н.Крикунова, Е.Н.Чемезова, кандидатов технических наук И.М.Белоногова, В.Т.Медведева, В.И.Мартышкина, В.И.Ускова, В.С.Ивашкина, М.А.Токмакова и др.

В результате проведенных исследований создана научная база проектирования систем обеспыливания при различных производственных процессах добычи на открытых разработках. Вместе с тем, ужесточение экологических требований, возрастание затрат на обеспыливание, когда они становятся соизмеримыми с затратами на добычу и переработку горной массы, ставят новые проблемы создания экологически чистых технологий добычи и эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Мировое потребление минерального сырья и важнейших продуктов его переработки в последние тридцать лет почти удваивалось каждые пятнадцать лет. Горнодобывающие отрасли поставляют народному хозяйству 3/4 перерабатываемого сырья. Современные объемы и

концентрация, повышение интенсивности и тенденции развития горного производства, значительные единичные мощности горнотранспортной техники ведут к увеличению выбросов пыли в окружающее пространство. Интенсивность пылеобразоваиия зависит как от свойств горных пород, так и от энергии воздействия на горную массу. Так, пы-левыделеиие углей разрезов Кузнецкого, Экибастузского и Карагандинского бассейнов составляет до 70-150 г/т, а разрезов Якутии - 150170 г/т и более.

При таких видах работ в технологических потоках разрезов, как бурение, экскавация, перегрузка горной массы с конвейера на конвейер, транспортирование технологическим автотранспортом, происходит пылевыделение интенсивностью 1-10 г/с, а при дроблении, усреднении, рыхлении, взрывании, перегрузке из автомобилей в приемный бункер и из ж.-д. думпкаров в приямок на отвале- более 10 г/с. Запыленность воздуха в экскаваторном забое во время погрузки угля составляет 20 г/ м3, а у приемного бункера во время его загрузки - 15-32г/м3. Количество выбрасываемой взрывом пыли достигает 17 г/м3. На железорудных карьерах и угольных разрезах 70-80% пылинок имеют размеры менее 3 мкм.

При загрязнении воздушной среды (приблизительно 10% промышленной пыли не выпадает из атмосферы) изменяется отражательная способность поверхности земли, ультрафиолетовая радиация уменьшается на 30 %, происходит ускоренное разрушение материалов: при увеличении загрязнения воздуха в 2 раза сокращается срок службы промышленного оборудования до первого капитального ремонта в 1,5 раза. Длительное вдыхание пыли приводит к заболеваниям пневмоко-ниозами. Ежегодно количество пыли, образующейся в промышленности, увеличивается на 4 %. Количество уловленной пыли па угольных разрезах России в 1990 г. достигло 90,5 тыс.т, или 440 т иа 1 млн. т угля, то есть эффективность пылеулавливания составила менее 75 %. Для предотвращения роста загрязнения атмосферы средняя эффективность очистки всех выбросов в 1995 г. должна была быть 92 %, а в 2015 г. - 96 %.

Удельные показатели ресурсоемкости современных способов и средств обеспыливания различаются до 10 раз, то есть имеется значительный резерв их совершенствования.

Стремительное развитие техники и технологии горного производства, особенно в последние 20-25 лет, влечет за собой столь значительное пылеобразование, что неэффективность обеспыливания может привести к необратимым экологическим последствиям. С другой сто-

роны, стандартные технологии борьбы с пылью в значительной степени исчерпали себя, а затраты на обеспыливание становятся соизмеримыми с затратами на добычу и переработку горной массы. Поэтому все более актуальной становится научная проблема разработки эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания процессов горного производства, имеющая важное народнохозяйственное значение.

Диссертационная работа выполнена в рамках:

- отраслевой научно-технической программы Минтопэнерго России "Уголь России" (проект № 13);

- отраслевой тематики Минуглепрома СССР (№ гос. регистрации 01860057662, 01870077330, 01850031208);

- ряда хоздоговорных работ (НИР № 1092327000, 1092331 и др.).

Цель работы - разработка эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания процессов горного производства, обеспечивающих повышение интенсивности открытой разработки месторождений при минимальном негативном воздействии на окружающую среду.

Основная идея работы заключается в использовании аэродинамического подхода к исследованию процессов пылеобразования, способов и устройств обеспыливания и разработке эффективных ресурсосберегающих технологий.

Методически решение данной проблемы базируется на использовании теории оптимизации, системного аэрогидродинамического подходов к исследованию объектов пыления, схем замещения конкретных обеспыливающих устройств.

Разработка технологий обеспыливания осуществляется, во-первых, оптимизацией элементарных процессов, а во-вторых, рациональным их сочетанием в устройстве обеспыливания.

Защищаемые положения

1. Факторами, определяющими выбор способа обеспыливания, являются:

- учет характера взаимодействия рабочего органа с горной массой и воздействия внешней среды, позволяющий на 1-2 порядка снизить ресурсоемкость разрабатываемых систем обеспыливания. При этом следует различать пять типов источников пыления: циклично-пульсирующий, залповый, разовый, неравномерно-случайный и равномерно-постоянный;

- эффективность и ресурсоемкость способов и средств борьбы с пылыо - как систем обеспыливания в целом, так и элементарных про-

цессов систем: создания струй, завес, эжектирования и аспирации, способствующих снижению в 2-4 раза расхода ресурсов на обеспыливание;

- научные разработки, не реализованные в конкретных устройствах обеспыливания, повышающие эффективность систем обеспыливания на 10-15 % и снижающие затраты на их реализацию в 10-15 раз (гидроэжекторы для условий отрицательных температур, рециркуляция потоков и пр.).

2. Воздушные и водовоздушные завесы позволяют осуществлять локализацию источников пылеиия, направленное движение и очистку потока запыленного воздуха, увлажнение сыпучего материала, утилизацию уловленной пыли. Причем, разрабатывать различные конструкции устройств получения завес можно с.заранее заданными оптимальными параметрами: увеличивать угол раскрытия многослойной завесы, создаваемой одним рядом плоскоструйных форсунок, в 1,5-2,0 раза; уменьшать угол раскрытия в 1,5-1,7 раза; снижать в 1,5-1,7 раза расход воздуха без ухудшения параметров завесы; создавать вихревое движение в неполностью замкнутом объеме.

3. Использование рециркуляции воздуха (в неполностью закрытом объеме), энергии падающего сыпучего материала, конструктивных элементов, формирующих поток запыленного воздуха, позволяет при уменьшенном удельном расходе жидкости (до 1,5-2,0 л/т) осуществлять гидрообеспыливание "залповых" перегрузок больших (100 и более тонн) объемов сыпучего материала с любой пылеобразующей способностью в условиях как положительных, так и отрицательных температур.

4. Гидрообеспыливание при отрицательных температурах в некоторых случаях не только возможно, но и эффективно, так как оно более экологично и экономично, чем сухое или комбинированное. Используемые при этом обогреваемые распылительные узлы, имеющие петлевую схему циркуляции теплоносителя, в 2,5-3,0 раза экономичнее прямоточных по потреблению тепловой энергии.

5. Использование в аспирационных системах вихревого эффекта позволяет увеличить дальнобойность отсасывающих патрубков до 2-3 их диаметров и в 3-4 раза - их пропускную способность при тех же энергетических затратах.

Научная нопнзна

1. Разработана классификация источников пыления по характеру пылеобразования и выделены элементарные процессы способов борьбы с пылью, позволившие осуществить аэрогидродинамический подход к разработке ресурсосберегающих технологий обеспыливания.

2. Развита теория водовоздушиых эжекторов для условий отрицательных температур:

- описана гидродинамика газожидкостного факела (свободного и внутри эжектора);

- разработана методика расчета параметров водовоздушного факела;

- получены зависимости дальнобойности факела, удельных энергетических затрат по воде и по воздуху от диаметра эжектора и давления воды перед форсункой.

3. Разработаны и исследованы завесы:

- водовоздушная контурная;

- многослойная водовоздушная, образуемая одним рядом форсунок, дающих плоский факел, с увеличенным (в 1,5-2,0 раза) углом раскрытия;

- плоская веерная воздушная;

- плоская воздушная двухслойная с уменьшенным (в 1,5-1,7 раза) углом раскрытия, образуемая двумя рядами сопел.

4.Исследована мощная свободная (и полуограниченная) водовоздушная струя в условиях отрицательных температур (дальнобойность водяных капель, условия и время их замерзания) для получения искусственного снега.

5.Разработаны и исследованы обогреваемые распылительные узлы с прямоточной и петлевой схемами циркуляции теплоносителя.

6. Установлена возможность использования гидрообеспыливания в условиях отрицательных температур.

7.Исследован процесс аспирации запыленного воздуха на основе вихревого эффекта.

8. Предложен метод выбора способа и разработки ресурсосберегающих средств обеспыливания на основе аэрогидродинамического подхода к исследованию источников пыления и элементам систем обеспыливания.

Вскрытые закономерности и полученные зависимости позволили теоретически обосновать возможность создания и послужили основой для разработки эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяются использованием фундаментальных теоретических и экспериментальных положений, метода математического моделирования исследуемых физических процессов; подтверждены удовлетворительной сходимостью результатов теоретических, лабора-

торных, натурных исследований; положительными итогами проверки и внедрения научных положений диссертации в практику горного производства.

Значение работы

Научное значение работы заключается в разработке аэрогидродинамического метода исследования источников пылеобразования в технологических потоках при добыче полезных ископаемых открытым способом, в анализе современных способов и средств борьбы с пылыо и оценке их ресурсоемкое™, что позволяет разрабатывать эффективные ресурсосберегающие технологии обеспыливания.

Практическое значение работы состоит:

1. В создании методик расчета: параметров водовоздушного факела гидроэжектора для условий отрицательных температур; плоской веерной воздушной струи; плоской воздушной двухслойной струи с уменьшенными в 1,5-1,7 раза углом раскрытия и расходом нагнетаемого воздуха; параметров мощной свободной и полуограниченной во-довоздушной струи для условий отрицательных температур; скорости и объемов выброса запыленного воздуха из емкости, загружаемой сыпучим материалом; обогреваемого распылительного узла с прямоточной и петлеобразной схемами циркуляции теплоносителя; параметров устройств аспирации на основе вихревого эффекта.

2. В разработке устройств, осуществляющих гидрообеспыливание "залповых" перегрузок больших ( 100 и более тонн) объемов сыпучего материала с любой пылеобразующей способностью для условий как положительных, так и отрицательных температур.

3. В разработке ряда принципиально новых эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания горного производства.

Реализация выводов и рекомендаций работы:

- разработаны типовые проекты систем обеспыливания бункеров, загружаемых сыпучим материалом из большегрузных автомобилей (система внедрена на приемных ямах коксующегося угля ОФ "Нерюнгринская" ПО "Якутуголь"), и при двухсторонней загрузке из ж.-д. думпкаров (система внедрена на приемном бункере дробильно-обогатительной фабрики № 3 ССГПО);

- разработана рабочая документация на обогреваемые распылительные узлы различных модификаций и изготовлены комплекты распылительных узлов для приемных бункеров;

- разработана рабочая документация на установку УМП-1С, изготовление которой ведется на Пермском заводе ГШО;

- разработана рабочая документация на систему гидрообеспылива-

ния для бурстанков шарошечного бурения, проектирование и изготовление которой ведется в ПО "Рудгормаш", г.Воронеж;

- разработан технический проект обеспыливания процесса загрузки сыпучего материала в ж.-д. вагоны для условий фабрики окомкова-ния ССГПО;

- разрабатывается рабочая документация на систему обеспыливания загрузки угля в ж.-д. вагоны (производительность загрузки -400-600 т/ч);

- разработаны, изготовлены и внедрены три типоразмера воздушно-тепловых завес, основанных на плоской воздушной струе с уменьшенным в 1*5 -1,7 раза углом раскрытия;

- разработан, изготовлен и испытан экспериментальный образец рабочего органа передвижного пылеулавливающего агрегата (АПП), основанный на принципе вихревого отсоса.

Материалы диссертационной работы использованы при чтении лекций на курсах повышения квалификации при НИИОГРе,

Апробации работы

Диссертационная работа и основные ее разделы докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции (РИСИ,г.Ростов-на-Дону, сентябрь 1991 г.), Международной конференции (Механобр, С-Петербург, май 1995 г.), конференции (МГИ, январь-февраль, 1995 г.), Международном симпозиуме (Красноярск, июнь 1995 г.), научно-технических семинарах НИИОГРа (январь 1990 г., декабрь 1993 г., июнь 1994 г., г.Челябинск), заседаниях ученого совета НИИОГРа (г.Челябинск, декабрь 1988 г., декабрь 1989 г., ноябрь 1990 г., декабрь 1994 г.), заседании НТС компании "Росуголь" по проблемам буровой техники (г.Люберцы, июнь 1993 г.), научно-технических советах ССГПО, Лебединского ГОКа, научно-технических семинарах лаборатории ОТ и ТБ НИИОГРа, совещании-семинаре Енисейского горного округа (п.Краснокаменск, декабрь 1995 г.).

Публикации

Основные положения диссертации и результаты исследований изложены в 27 печатных работах, в том числе в одной монографии.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, семи разделов, заключения и списка использованной литературы из 219 наименований, содержит 240 страниц машинописного текста (включая таблицы и 86 рисунков) и приложения на 78 страницах.

Автор выражает глубокую благодарность докт.техн.наук Галкину В.А., Ищуку И.Г., Жуковскому A.A., Бухтоярову В.Ф., Купину А.Н. и канд.техн.наук Тынтерову И.А. и Ускову В.И. за научные консультации при постановке задач исследований, формировании научных положений, защищаемых в диссертации, и общие методические рекомендации при написании работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Постановка проблемы. Задачи и методы исследования

В развитии минерально-сырьевой базы и горнодобывающей промышленности отмечается тенденция усиления отрицательного воздействия горного производства на биосферу.

Анализ влияния пыли на окружающую среду свидетельствует о том, что она, оказывая вредное воздействие на человека, загрязняя природу, снижая производительность и срок службы гориотранспорт-ной техники, увеличивая опасность работ, является негативным сопутствующим фактором горного производства.

Открытые разработки полезных ископаемых являются источниками пылеобразования, которое в значительной степени обусловлено свойствами горных массивов. Например, наиболее пыльны угли Кузнецкого и Экибастузского бассейнов, а также угли Якутии. Так, пыле-выделение углей разрезов Кузнецкого, Экибастузского и Карагандинского бассейнов достигает величины 70-150 г/т, разрезов Якутии - 150170 г/т и более. Причем наибольшее пылеобразование наблюдается в сухие летние месяцы и, в особенности, в малоснежные зимы. Последнее обстоятельство следует учитывать, на наш взгляд, при разработке устройств обеспыливания в плане их работоспособности как при положительных, так и при отрицательных температурах.

Интенсивность пылеобразования в значительной мере определяет начальную запыленность воздуха у источника пыления и количество пыли, выбрасываемой в окружающее пространство. В свою очередь интенсивность пылеобразования зависит от энергии воздействия на горную массу, то есть от единичной мощности горнотранспортного оборудования.

Степень развития горного производства обусловила четыре периода развития проблемы борьбы с пылью. Первый период характерен слабым, локальным пылеобразованием, соответствующим начальной фазе развития машинных способов разработки полезных ископаемых. Этот период длился до конца 40-х годов.

Развитие техники, повлекшее за собой значительное увеличение объемов выбросов пыли, привело к тому, что проблема борьбы с пылыо приобрела государственное значенис.С середины 50-х годов горная наука разработала средства обеспыливания для основных технологических процессов горного производства. Совершенствование средств борьбы с пылыо продолжается до настоящего времени (2-й пе-

риод). Однако, если псе технологические процессы оснастить современными способами и устройствами обеспыливания, обеспечивающими предельно допустимые концентрации, то это, по нашим оценкам, на 40-50 % удорожит производство. Сами же пылеулавливающие аппараты, имея сходные показатели по эффективности, различаются по удельным затратам до 10 и более раз. Это свидетельствует о том, что имеется значительный резерв улучшения этих показателей.

В то же время, количество уловленной пыли на угольных разрезах России в 1990 г. достигло 90,5 тыс.т, или 440 т на 1 млн.т угля, а выброшено в атмосферу 32,5 тыс.т, или 160 т на 1 млн.т угля, то есть эффективность обеспыливания составила около 75 %. Прогнозируется, что ежегодно количество пыли, образующейся в промышленности, будет увеличиваться на 4 %. Для предотвращения роста загрязнения атмосферы средняя эффективность очистки всех выбросов в 1995 г. должна была быть 92 %, а в 2015г. - 96 %.

Выход из создавшегося положения представляется в качественно новом подходе - постановке и решении проблемы разработки безвредных технологий в дальней перспективе (4-й период) и разработке эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания - в ближайшем будущем (3-й период).

Методически решение данной проблемы базируется на использовании теории оптимизации системного, и аэрогидродинамического подходов к исследованию объектов пылеиия, схем замещения конкретных обеспыливающих устройств, а также на разработке технологий обеспыливания и осуществляется, во-первых, оптимизацией процессов обеспыливания, а во-вторых, их рациональным сочетанием в устройстве.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать и обосновать факторы, определяющие выбор способа борьбы с пылью в технологических потоках горного производства.

2. Обосновать критерий оптимальности для оценки разрабатываемых средств обеспыливания.

3. Исследовать возможность использования гидрообеспыливаиия в условиях отрицательных температур на основе водовоздушных струй, завес и гидроэжекторов.

4. Исследовать возможность разработки ресурсосберегающих технологий для условий залповых перегрузок сыпучего материала при отрицательных температурах.

5. Исследовать возможность создания распылительных узлов для условий отрицательных температур.

6. Исследовать возможность создания аспирационных систем на основе вихревого эффекта.

7. Исследовать возможность создания воздушных и водовоздуш-ных завес для систем обеспыливания с заранее заданными параметрами.

8. Разработать на основе полученных теоретических положений ресурсосберегающие технологии обеспыливания.

Обоснование подхода и критерия эффективности технологии обеспыливания процессов горного производства

Ресурсоемкость способов и средств обеспыливания технологических процессов рассмотрен с двух точек зрения. С одной стороны - это необходимость и достаточность ресурсов для обеспыливания конкретного источника пыления; а с другой стороны - ресурсоемкость известных способов и средств борьбы с пылыо на конкретных источниках пыления.

Источники пыления в технологических потоках разрезов, при всем их видимом разнообразии, представляют собой несколько типичных процессов: рыхление массива и планировка поверхности; бурение; взрывание; черпание; погрузка (разгрузка, перегрузка); транспортирование; дробление; а также сдувание ветровыми потоками пыли с поверхности. Все эти процессы характеризуются пятью типами источников пыления (рис.1).

Исходя из того, что большинство существующих устройств обеспыливания ориентированы на переработку объемов запыленного воздуха <3 = а в действительности, в большинстве случаев, эта величина значительно меньше, то это свидетельствует о завышении ресурсоемкое™ современных способов и средств обеспыливания.

а)

иг с

мг

с

ез

аё

г)

!ЛГ С

«3

иг

Ь)с

7"

Рис.1.Типы источников пыления:

а) циклично-пульсирующий;

б) залповый;

в) разовый;

г) неравномерно-случайный

д) равномерно-постоянный

ч

в

6

Как показывает анализ современных способов борьбы с пылью (табл.1), значительное ресурсосбережение возможно при рационализации ограниченного числа процессов и элементов, к которым сводится все многообразие способов. К ним можно отнести воздушные, водяные, водовоздушные завесы; аспирацию из-под зонта, укрытия; завесы с последующей сухой очисткой запыленного воздуха и утилизацией пыли; подавление витающей пыли орошением, в эжекторе, с рециркуляцией; связывание пыли на поверхности и в массиве.

Пыление и элементарные процессы способов и устройств обеспыливания - суть аэродинамические и аэрогидродинамические процессы, поэтому для совершенствования способов и устройств, то есть создания эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания естественен аэрогидродинамический подход.

В соответствии с теорией исследования операций рассматриваемая проблема является статистической, детерминированной задачей, так как решение принимается в заранее известном и неизменяющемся единственном информационном состоянии. Принцип оптимальности в данном случае будет заключаться в максимуме эффективности применяемых устройств или способов и минимуме затрат на их реализацию. Тогда критерий оптимальности можно представить выражением:

Z3

Ко (Уэф, Впсп) =--> min , (1)

Qo%

где Ко - критерий оптимальности, руб./мг;

У эф - условие эффективности (способность устройства, способа обеспечить ПДК или ПДВ);

Boen - возможности использования способа

или устройства обеспыливания в конкретных условиях;

3 - затраты на реализацию способа или устройства,

руб.;

Qo - величина измерения объекта обеспыливания:

пылящие поверхности, м2; запыленный воздух,м3; сыпучий материал, например, при пересыпах, т; qo - удельная запыленность: пылящие поверхности, мг/м5; запыленный воздух, мг/м3; сыпучий материал, мг/т.

Таблица 1

СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ БОРЬБЫ С ПЫЛЬЮ И ПУТИ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ

Способы Реализация способов

1. Предотвращение лылепия (связывание пыли водой или растворами пыле-связывающих веществ (ПСВ) Предварительное увлажнение: горного массива - под давлением; взорванной массы - гравитационное; пылящих поверхностей: - водовоздушной струей (ПСВ); - водяной струей (ПСВ); - искусственным снегом (при отрицательных температурах)

2. Подавление витающей пыли жидкостями Водовоздушные струи. Водовоздушные завесы. Искусственный снег (при отрицательных температурах)

3. Аспирация а) отсос запыленного воздуха б) очистка уловленного запыленного воздуха Побудители тяги: вентиляторы, гидроэжекторы. Способ локализации источника пыления: укрытия, зонты, воздушные и водовоздушные завесы. Место и способ отсоса: из укрытий, из-под зонтов, вихревой отсос. Сухой способ: осадительные камеры, инерционные пылеуловители, циклоны, фильтры. Мокрый способ: ротоклоны, скрубберы, водовоздушные эжекторы, водовоздушные завесы, пар, пена, искусственный снег (при отрицательных температурах)

Критерий оптимальности в строгом математическом смысле есть целевая функция, предполагающая нахождение экстремума функции -оптимума (допустимое решение, достигающее максимума целевой функции, называется оптимальным). Он обычно используется для решения технологических, технико-экономических, социально-

экономических задач, а также задач управления. Нахождение оптимума в задачах создания новой техники не всегда представляется возможным, поэтому критерий оптимальности нами использован в качестве показателя для сравнения нового вида устройства с аналогом (достигнутым уровнем).

Как следует из предложенного выражения, при выполнении условий возможности использования устройства или способа (Ввсп) и эффективности (Уэф) - способности ПДК или ГЩВ, то есть при равных выходных параметрах запыленности, знаменатель будет определять эффективность оцениваемого устройства или способа. При равенстве и входных значений запыленности, то есть при сравнении различных устройств или способов обеспыливания одного и того же источника пыления, критерий оптимальности будет определяться затратами на их реализацию.

Очевидно, что критерий оптимальности может быть минимизирован либо уменьшением затрат на применение способа, устройства обеспыливания, либо увеличением их эффективности, либо тем и другим способами вместе. Значит, и оценить новые способы или устройства обеспыливания можно на основе критерия оптимальности, то есть разницы значений критериев известного и предлагаемого способа или устройства.

Данный критерий позволяет производить оценку и по видам затрат: расходу электроэнергии, воды, материалов и т.п. Принцип, положенный в основу предлагаемого критерия, апробирован при оценке обеспыливающих устройств по нескольким удельным параметрам (расходу электроэнергии, материала, денежных средств на обеспыливание 1000 м5 запыленного воздуха). Суммируя затраты на строительство и эксплуатацию обеспыливающих систем в целом, можно количественно сравнивать новые с известными.

С учетом вышеизложенного далее рассмотрены элементарные процессы и устройства способов и средств обеспыливания: струи, завесы, эжекторы, аспирация и обогреваемые распылительные узлы. На основе их исследования предложены новые ресурсосберегающие технологии обеспыливания различных типов источников пыления и произведена оценка с помощью критерия оптимальности.

Исследование водовоздуншых струи для условий отрицательных температур

Анализ способов борьбы с пылью при отрицательных температурах воздуха свидетельствует о перспективности использования для пылеподавлепия на открытых разработках искусственного снега, получаемого наиболее простым гидравлическим способом. Учитывая параметры горной техники, источников пыления, к рассмотрению принята мощная свободная высокотурбулизированная струя, создаваемая установкой местного проветривания УМП-1. Были поставлены две задачи исследования водовоздушной струи: 1) определение дальнобойности капель воды в зависимости от их диаметра (dk = 10 -500 мкм) и начальной скорости (Vi, < 30 м/с); 2) определение расстояния от форсунок, на котором капли замерзают ( при dk = 10 -300 мкм, tB03 = минус 5 - минус 40°С).

При создании математической модели воздушной струи было рассмотрено движение капли в спутной воздушной струе на основе уравнения движения координаты материальной точки с учетом сил лобового сопротивления, гравитации, угла вылета капель из форсунок и параметров воздушной струи. В результате были получены формулы плотности выпадения капель Pj и времени замерзания:

Syi

Pj = ¡ М: о Jas ) (2)

FSJ

где V¿ - начальная скорость капель, м/с;

FSJ - площадь поверхности, м2;

KJC 0 - коэффициент содержания капель, учитывающий

диаметр капли dK, начальный угол вылета а ;

Газ - объем воды, проходящей через форсунку, м3/с.

mk(cwTk + т) ^

3 ЙМ /т1 т1 Л Т? '

«А,1 к - Чтм^к где: гак - масса капли;

ск - удельная теплоемкость воды; т - удельная теплота фазового перехода; а - коэффициент теплопередачи; Рк - площадь капли;

Тк и Та-™ - температура распыляемой жидкости и воздуха, соответственно.

Программа расчета написана на языке "Паскаль" для ПЭВМ IBM, результаты расчета приведены на рис. 2 и 3.

В а

л «' и х.к

Рис.2. Дальнобойность и плотность выпадения капель в зависимости от угла наклона оси воздушной струи ф

Si

40

,<у L 'Ж

/ >

г

• II HQ 7И ■ J2S Ш in, Ж*

Рис.3. Расстояние замерзания капель воды при

w = - 30°с

Полученные аналитические зависимости дальнобойности водяных капель в воздушной струе вполне удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными ИГД МЧМ СССР (г.Свердловск) в конце 60-х годов. Поэтому разработанная методика может быть использована для расчета параметров водовоздушных струй, создаваемых устройствами различной мощности.

При обработке пылящих поверхностей как при положительных, так и при отрицательных температурах плотность выпадения капель воды (снежинок) можно регулировать изменением угла наклона оси струи в вертикальной плоскости (рис.2).

Расстояние замерзания капель воды (рис.3) в зависимости от ее начальной температуры и температуры окружающего воздуха соответствует оптимальному удалению установки от объекта обеспыливания (40 -г 50м) и подтверждается экспериментальными исследованиями ЯФ СО АН СССР, ИГД им.А.А.Скочинского и НИИГМТ.

Таким образом, водовоздушная струя, создаваемая установкой местного проветривания УМП-1, по своим параметрам (скорости, дальнобойности, крупности капель распыляемой жидкости, расстоя-

пию их замерзания) соответствует условиям ее использования на открытых работах.

Указанные результаты, а также технические предложения, обеспечивающие работу установки в зимнее время, в частности, установка насоса внутри цистерны с водой, гидравлический привод насоса, использование обогреваемого распылительного узла были заложены в техническую документацию установки УМП-1С.

В связи с тем, что получение искусственного снега на установке осуществляется наиболее экономичным гидравлическим способом, применения дополнительных силовых агрегатов не требуется, что упрощает конструкцию и ведет к уменьшению расхода энергии в 1,5-2,0 раза.

Одним из путей повышения эффективности водовоздушной струи в устройствах обеспыливания является использование водовоздушных эжекторов. Однако гидрожидкостные эжекторы наименее изучены из всех струйных аппаратов.

При использовании гидроэжекторов на открытых горных работах в условиях отрицательных температур основной задачей является определение оптимального диаметра эжектора и давления воды перед форсункой. Причем, необходимо выполнить два условия:

- водовоздушный факел не должен касаться стенок корпуса эжектора во избежание его обмерзания;

- нельзя допустить замерзания воды в водоводах и форсунках. Первая задача решается за счет соответствующего расположения форсунок, а вторая - применением обогреваемого распылительного узла.

С целью выбора оптимальных параметров гидроэжектора при создании систем обеспыливания для условий отрицательных температур нами на основе движения водяных капель и воздушного потока разработана математическая модель гидродинамики водовоздушного факела внутри и вне эжектора.

Внутри гидроэжектора движение водовоздушной смеси описывается системой двух алгебраических уравнений:

(и -и ) (и0-ив)1/3ТВага§- 0

1/3

и

—2-1п 2В

и -и

к в

чио

•и.

2/3

в+(ио-ив)

2/3

в+(ик-ив)

ик=ио~Сив'

А-Ь

о.

(4)

где

рА

ЛР„

1/3

;В = 6

с ^2/з Л

Р у V к в ^

о к к

Р Д2!^ +1 )

с= " = +4 + 1 ° ;

р d2U " к Д

ио,и - скорость капли на выходе из форсунки

и эжектора, м/с; ив - скорость воздушного потока, м/с; Р0>РВ - плотность воды и воздуха, кг/м';

dк - средний диаметр капель, м;

г) - динамическая вязкость воздуха, кг/м-с;

Е, £, - коэффициенты аэродинамического н,

сопротивления входа в эжектор и выхода из него; X - коэффициент трения воздушного потока о стенки эжектора;

10 - расстояние от входного сечения эжектора

до форсунки, м; do - диаметр выходного отверстия форсунки,м. Уравнения (4) решались численно.

Движение свободного водовоздушного факела, выходящего из гидроэжектора, описывается системой из четырех дифференциальных уравнений :

д

<Ш. ---Ци. -иУв, +и. - и ) - —втос;

1 и ^ I вА 1 1 ву

dU

di

dU

U

cosa;

R2U2

di

di 2'

1

A- f V u

(игивХв1+игив)-

(5)

j_dR. R di'

где

А -3'36pB-

' PodK'

0,42U á¿ д _ oo.

B,

_ 5,36t]

P d ' кв к

ив,Ц.- проекции скорости капли на подвижную систему

координат (1,г), м/с; И - радиус поперечного сечения водовоздушного факела, м;

g - ускорение свободного падения, м/с2; а - угол наклона траектории капли к горизонту в каждый момент времени, град.

Расчет параметров водовоздушного факела, создаваемого гидроэжектором, проводился на микро-ЭВМ "Электроника" последовательно - сначала внутри эжектора, затем в свободной атмосфере. Программа написана на языке "Бейсик". На рис.4 приведены линии, соответствующие разным значениям дальнобойности факелов Х=1"(Р,0),м; расходу электроэнергии на распыление 1 м3 воды qк=qк(P),кBт■ч/м3 и на отсос 1 тыс.м3 воздуха q,= q1¡ (Р,0), кВт • ч/тыс.м3. Следует отметить, что все зависимости приведены для форсунки с диаметром сопла <10=3мм и уг- лом раскрытия факела 30°.

Рис.4. Зависимости дальнобойности факела (X), удельных энергетических затрат по воде и по воздуху от диаметра эжектора (Э)

и давления воды (Р)

Представленные зависимости позволяют определить оптимальные параметры гидроэжектора (Р,1Э) для достижения необходимой дальнобойности факела либо для отсоса необходимого количества воздуха с наименьшими энергетическими затратами, исходя из условий применения.

Адекватность математической модели физическим процессам, протекающим в гидроэжекторе и вне его при распылении жидкости, подтвердилась с ошибкой, не превышающей 10 %,в ходе лабораторного эксперимента на специальном стенде.

Результаты исследований эжекторной водовоздушной струи были использованы при разработке систем гидрообеспыливания приемного бункера на ОФ разреза "Нерюнгринский". Принципиальная схема системы приведена на рис.5. Промышленная проверка работоспособности системы показала, что уровень запыленности у приемного бункера при работе системы снижается с 32 г/м3 до 300-500 мг/м3.

Рис.5. Принципиальная схема системы гидрообеспыливания бункера: 1 - бункер; 2 - загрузочное окно; 3 - разгрузочное окно; 4 - улиткообразный зонт; 5 - распылительный узел; 6 - водовод; 7 - водовоздушный факел; 8 - загружаемый сыпучий материал; 9 - поток запыленного воздуха; 10 - очищенный воздух; 11 -запыленный воздух; А - входное отверстие зонта; Б - выходное отверстие зонта

Оценка предложенного устройства по сравнению с типовой двухступенчатой схемой обеспыливания (циклоны + ротоклоны), произведенная по критерию оптимальности, показала при равной эффективности экономию расхода ресурсов : металла в 1,7+2,2 раза, электроэнергии в 6,0-6,6 раза, тепловой энергии в 3,6-4,0 раза, воды в 7,0-10,6 раза.

Разработка и исследование воздушных и водовоздушных завес дли устройств обеспыливания

Воздушные завесы применяются в вентиляционной практике длительное время. В процессе обеспыливания завесы в зависимости от конструкции устройства могут выполнять несколько функций: локализацию источника пыления; формирование потока запыленного воздуха в нужном направлении; смачивание пыли в водовоздушной завесе; утилизацию уловленной пыли за счет оседания смоченных частиц.

Водовоздушиая контурная завеса рассмотрена на примере ее использования для обеспыливания станков шарошечного бурения типа СБШ-250 МНА. В этих станках вода из подогреваемой емкости через вертлюг, буровой став подается вместе со сжатым воздухом на забой скважины. Смоченная буровая мелочь выбрасывается из скважины сжатым воздухом и отдувается в сторону воздушной струей осевого вентилятора.

Сложность конструкции системы обеспыливания, снижение на 2530 % стойкости долота и производительности бурения из-за работы в мокром забое послужили основанием для изменения принципа действия гидрообеспыливания процесса бурения станками данного типа. Предложено распылять воду через распылительный узел, выполненный в виде рамки (контура) вокруг кожуха, подающего воздух от вентилятора, что позволяет смачивать пыль не в забое скважины, а на выходе из нее. Использование обогреваемого распылительного узла позволяет эксплуатировать данную систему и при отрицательных температурах.

Перенос жидкостной составляющей из струи, выбрасываемой из скважины, в струю, создаваемую осевым вентилятором для отдува буровой мелочи от устья скважины, уменьшает количество энергии первой струи и увеличивает - второй. Перераспределение энергий струй увеличивает эффект отдува буровой мелочи, а ее спутное движение в водовоздушном факеле способствует лучшему смачиванию.

По техническим предложениям автора на Воронежском заводе "Рудгормаш" разработана рабочая документация системы гидрообес-

пыливания станка СБШ-250 МНА-32, изготовлен и испытан в заводских условиях обогреваемый распылительный узел и готовятся промышленные испытания системы.

Водовоздушная многослойная завеса рассмотрена на примере ее использования в качестве элемента системы гидрообеспыливания приемного бункера, загружаемого из ж.-д. думпкаров.

Анализ современных способов обеспыливания указанных бункеров свидетельствует: аспирация, осуществляемая без учета типа источника пыления, приводит к повышенным капитальным и эксплуатационным расходам ресурсов; гидрообеспыливание без учета характера движения потоков запыленного воздуха имеет малую эффективность пылевыделения.

Исследованиями установлено, что тип источника пыления можно квалифицировать как залповый, так как чистое время разгрузки думпкара составляет 3+4 с, а время обменных операций - 3+5 мин. Визуальные наблюдения, инструментальные замеры и расчеты показывают, что поток запыленного воздуха выбрасывается из бункера по противоположной загрузке стенке со скоростью 1,0+1,5 м/с. Площадь сечения потока составляет 10+12 м2.

Приведенные особенности (размеры бункера, условия разгрузки, объемы отсоса и скорости выброса воздушного потока запыленного воздуха) вызывают необходимость создания устройства, в котором осуществлялось бы совмещение процессов обеспыливания: локализация источника в момент пыления, отсос запыленного воздуха и его очистка непосредственно в месте пылеобразования. Решение этой задачи возможно с помощью водовоздушной завесы.

При создании водовоздушной завесы необходимо для предотвращения ее отклонения выбрасываемым пылевым потоком, чтобы скорость движения воздуха в ней превышала скорость потока в 1,5-2,0 раза. Такая скорость (~ 5м/с) обеспечивается давлением воды в напорной магистрали 1,2-1,5 МПа. При этом дальнобойность факела, как показывают эксперименты, будет в пределах 3,5-4,0 м, что при ширине бункера 7,0 м вполне достаточно, а расход воды составит 1214 м3/ч, или 1,5-2,0 л на 1 т загружаемого сыпучего материала.

Суть способа использования водовоздушной завесы с увеличенным углом раскрытия для обеспыливания воздуха при разгрузке сыпучих материалов в бункер заключается в создании встречно направленных плоских водовоздушных факелов, плоскости которых развернуты относительно оси факела, образуя многослойную водовоздушную завесу, и в направлении восходящего запыленного потока спутно во-

довоздушному факелу. Способ поясняется чертежами. На рис.6 изображен приемный бункер со схемой осаждения пыли данным способом.

Предлагаемая система гидрообеспыливания показала свою работоспособность на дробильно-обогатительной фабрике ССГПО (г.Рудный). Достигнута эффективность: средняя - 67%, максимальная -83,55% . Этот результат получен за счет формирования потока запыленного воздуха, локализации источника пыления, спутного движения потока запыленного воздуха и водовоздушной завесы, увеличения в 1,5 т 2,0 раза толщины завесы.

Ресурсосбережение обеспечено применением гидрообеспыливания, как наиболее эффективного и дешевого. Работоспособность системы в условиях отрицательных температур достигнута применением обогреваемого распылительного узла, использующего в качестве теплоносителя горячую воду из системы обогрева здания. Петлевая схема циркуляции теплоносителя делает обогреваемый распылительный узел в 2,53,0 раза экономичнее по потреблению тепловой энергии в сравнении с прямоточной схемой.

.Ш

Рис.6. Приемный бункер со схемой осаждения пыли: 1 - думпкар; 2 - бункер; 3 - дробилка; 4 - водовоздушная завеса; 5,6 - распылительные узлы; 7,8 - отклоняющиеся козырьки; 9 - поток запыленного воздуха

По расходу электроэнергии данная система экономичнее аспирации и сухой пылеочистки на три порядка (в сто раз - с 500-^600 до 5-6 кВт - по установленной мощности и в десять раз за счет учета типа источника пыления). Система аспирации работает постоянно, а система гидрообеспыливания - только в момент выгрузки сыпучего материала.

На 2-3 порядка система гидрообеспыливания менее материалоем-ка, чем аспирационная. Кроме того, при гидрообеспыливании не требуется специальной операции по утилизации уловленной пыли и устройств для ее улавливания. Утилизация пыли непосредственно в бункере исключает потери полезного ископаемого пылевидных фракций.

Расход воды в количестве 1,5-2,0 л на одну тонну сыпучего материала увеличивает его влажность на 0,015-0,02%, что исключает смерзание и не препятствует дальнейшему технологическому процессу.

Кроме этого, элементы системы не загромождают надбункерное пространство, не имеют движущихся частей, просты по устройству и в обслуживании и не требуют постоянного присутствия персонала.

Система гидрообеспыливания оставлена в эксплуатации на ДОФ-3 ССГПО.

Задачи конструирования и использования веерных завес при обеспыливании пунктов погрузки сыпучих материалов в вагоны рассмотрены на примере пункта погрузки железорудного окатыша фабрики окомкования Соколовско - Сарбайского горно - обогатительного производственного объединения (ССГПО). Исследованиями установлено, что по причине отсутствия надежной локализации источника пыления при малой эффективности отсоса наблюдаются завышенные объемы аспирируемого запыленного воздуха - 100 тыс.м3/ч. .Для ликвидации указанных недостатков разработано устройство (рис.7), состоящее из зонта с прикрепленными к его нижнему краю вдоль боковых стенок вагона эластичными шторами и двумя вертикальными щелевыми насадками с направляющими лопатками для создания плоских веерных восходящих встречно-параллельных струй, установленных над диагонально расположенными углами загруженного вагона. При этом угол раскрытия щелевого насадка фщн должен быть равным углу наклона боковой стенки зонта, уменьшенному на угол расширения струи Ф1 (по половине угла в верхней и нижней части), а промежуточные лопатки располагаются на равном расстоянии друг от друга и под углом

ф|+1 = +д<Д (6)

п - число промежуточных лопаток; 1 ^ \ < (п+2). Лопатки разбивают поток воздуха щелевого насадка на струйки с одинаковыми начальными расходами и скоростями истечения по раз-

1

ным направлениям, отличающимся друг от друга на угол Дф1 = щн .

(п + 1)

Такая подача воздушной струи в аспирируемое пространство формирует в нем вихревое движение воздуха и тем самым способствует отсосу. Причем, в горизонтальной плоскости щелевые насадки направляются внутрь аспирируемой полости под углом, равным не менее половины угла раскрытия струи, то есть ай -.

Рис.7. Принципиальная схема устройства для обеспыливания пунктов загрузки сыпучих материалов в вагоны: 1 - вентилятор; 2 - скруббер; 3 - воздуховод; 4 - зонт; 5 - эластичные шторы; б - воздухораспределитель; 7 - габарит приближения строений; 8 - лоток; 9 - вагон; 10 - плоские веерные восходящие встречно-параллельные струи; 11 - патрубок; 12 - аспирируемая плоскость.

Расчет площадей поперечных сечений щелевого насадка - как воздухораспределителя равномерной раздачи - проводился по полученным уравнениям:

= УЛ 1

2(1,

-Ах ;

в;

1+1

^Б} - У0в0Дх

V/;

¿+1

где Wi+| - скорости потока воздуха внутри

воздухораспределителя в соответствующих сечениях Бь 81+1, м/с;

X - коэффициент трения; - эквивалентный диаметр соответствующего сечения воздухораспределителя, м;

АХ - шаг расчета, м;

Во - ширина щели, м;

У0 - скорость истечения воздуха из воздухораспределителя, м/с.

Расчеты показывают, что с учетом объема воздуха, проходящего через щелевые насадки, подсос воздуха через зазор между бортом вагона и эластичной шторой, а также объемов поступающего сыпучего материала и эжектируемого им воздуха объем запыленного воздуха, который необходимо отсосать из аспирационной полости, составит 25,2 тыс.м3/ч, что в четыре раза меньше объема, отсасываемого в существующей системе.

Таким образом, локализация источника пыления с помощью воздушной завесы при увеличении эффективности отсоса в два раза позволила в четыре раза уменьшить объем отсасываемого воздуха, а сама завеса поддается формированию с заранее заданными параметрами и дает возможность создавать простые по конструкции и в эксплуатации системы пылеулавливания.

Однако при всей эффективности и экономичности данная система не всегда может быть использована по собственно технологическим и организационным причинам. Боковые эластичные шторы исключают визуальное наблюдение за процессом загрузки вагона. Этот недостаток способна устранить воздушная завеса, которая, располагалась над всей площадью вагона, локализовала бы источник пылеобразования и поглощала запыленный воздух, выбрасываемый из полости вагона. В этом случае воздухораспределитель следует расположить с одной стороны вагона, а воздухоприемник - с другой.

Стандартная воздушная завеса, истекающая из щелевого воздухораспределителя, будет иметь, во-первых, большой расход воздуха, а во-

вторых, большую толщину в месте улавливания (около 2,0 м на расстоянии 4,5 м от начала истечения), что потребует изготовления возду-хоприемника значительных габаритов. Поэтому целесообразно формировать завесу, используя ряд круглых струй, которые на некотором расстоянии сливаются, и далее такая завеса развивается по законам плоской струи.

Начальный расход воздуха рядом сопел круглого сечения составляет

С?о = ИлГо (8)

а расход воздуха воздухораспределителем со щелыо

<Зш,о = 2 N БоВоУшо. (9)

Тогда с учетом соотношения начальных скоростей сравниваемых завес

<Зпло _ 1,53¿о ЬтБ0+1

ш| 2 Б о + 1

(Ю)

где У0, Уяло - начальные скорости круглой и плоской струй, м/с;

N - количество сопел;

(10 - диаметр сопла,м;

2в0 - ширина щели,м;

т - показатель соотношения диаметра сопла и шири ны щели, т = <10 / 2в0;

Бо - расстояние между соплами,м. Б = Бо / ¿о. При ю = 1 и 8 = 8+10 отношение расходов воздуха составляет (}шо / С>о = 3,0 + 3,3.

Расположение двух рядов сопел друг над другом на определенном расстоянии позволяет уменьшить угол раскрытия завесы, то есть уменьшить ее толщину в конечном сечении, а значит, и уменьшить размеры воздухоприемника с козырьком, выполненным в форме гиперболического цилиндра, вогнутой частью обращенного к соплам.

В результате лабораторных испытаний на стенде были получены оптимальные параметры: расстояние между рядами сопел Ь = 4,5 <30; угол между осями а = 2 + 3°. При этом была достигнута наименьшая толщина совокупной струи: на расстоянии х = 4м она составила Н = 0,8 + 0,9м, что оказалось в 1,5 + 1,7 раза меньше толщины одиночной струи на этом же расстоянии.

Таким образом, оптимизация параметров завесы, придание ей нескольких функций (локализации источника пылеобразования и уноса запыленного воздуха), а также оптимизация воздухораспределителя и воздухоприемника с наименьшим аэродинамическим сопротивлением позволило создать простую по конструкции систему пылеулавливания, расположенную вне габарита приближения строений, с минимальными затратами на ее изготовление и эксплуатацию.

Полученная плоская воздушная струя с уменьшенным углом раскрытия была использована в качестве воздушно-тепловой завесы дверных проемов промышленных зданий. Стендовые и промышленные испытания воздушно-тепловых завес показали, что такие струи при улучшенных скоростных параметрах экономичнее в эксплуатации в 3-5 раз и в изготовлении в 2,5-4,0 раза, чем струи типовых завес.

Разработка и исследование обогреваемого распылительного узла

Выше была показана целесообразность и перспективность использования гидрообеспыливания в условиях отрицательных температур. Основной проблемой при эксплуатации распылительных узлов в этих условиях является обогрев патрубков с форсунками, так как в выходных отверстиях форсунок вода замерзает практически мгновенно.

Для обогрева распылительного узла на поливочных машинах в ПО "Якутуголь" используют выхлопные газы автомобилей. Вокруг коллектора для разбрызгивания воды устраивается кожух, в который поступают выхлопные газы от двигателя автомобиля. Этот способ показал хорошие результаты, однако область его применения ограничена.

Известны устройства, включающие в себя обогреваемые распылительные узлы с прямоточной схемой циркуляции теплоносителя. При такой схеме обогрев распылительного узла осуществляется неравномерно по его длине, что приводит к повышенному расходу внутренней энергии теплоносителя. Для более эффективного использования энергии теплоносителя необходимо Поддерживать одинаковую температуру в форсунках на всем протяжении раснылительиого узла. Это достигается в устройстве с петлевой схемой циркуляции теплоносителя.

По прямоточной схеме обогрева теплоноситель движется в одном направлении по всему сечению кожуха (рис.8а). Температура теплоносителя, а следовательно, и температура форсунок в начале распылительного узла будет наибольшей, а в конце - наименьшей. Средняя

температура будет наблюдаться в какой-то средней по длине коллектора точке ((их > (Ср > иых). Значит, температура последней форсунки должна быть такой, чтобы предотвратить замерзание в ней жидкости

При петлевой схеме циркуляции теплоносителей (рис. 86) температура форсунок по всей длине распылительного узла будет практически одинаковой, так как патрубок с форсункой одновременно омывается горячим и охлажденным теплоносителем. Поэтому температура форсунок при петлевой схеме обогрева будет даже выше средней температуры форсунок при прямоточной схеме и уж тем более выше температуры, необходимой для предотвращения замерзания (1ф > > 1ГКОбх). К тому же, при одинаковых скоростях движения теплоносителя при петлевой схеме площадь живого сечения меньше в два раза, чем при прямоточной, а значит, в два раза меньше и расход теплоносителя.

Расчеты расхода тепловой энергии на ПЭВМ и лабораторный эксперимент показывают, что использование петлевой схемы обогрева распылительного узла позволяет уменьшить расход теплоносителя или значительно снизить его температуру.

Обогреваемые распылительные узлы обоих типов могут быть широко использованы на горнодобывающих предприятиях в зимнее время. Разработаны, изготовлены и испытаны в промышленных условиях такие распылительные узлы в системах обеспыливания на ОФ разреза "Нерюнгринский", ДОФ-3 ССГПО. Разработана рабочая документа-

(Ьшх й псоб).

а) ¿лч» я;

Рис.8. Распылительные узлы с прямоточной (а) и петлевой (б) схемами циркуляции теплоносителей

ция обогреваемого распылительного узла для УМП-1С. Разработан, изготовлен и испытан в заводских условиях (АО "Рудгормаш", г.Воронеж) обогреваемый распылительный узел для обеспыливания бурового станка СБШ-250-МНА.

Представляется возможным использовать обогреваемые распылительные узлы для нанесения профилактических составов на поверхности горнотранспортной техники с целью их защиты от прилипания и примерзания горной массы, а также на поверхность горной массы для предотвращения сдувания мелких фракций.

Исследование возможности асиирации на основе вихревого эффекта

Несмотря на преимущества и все более широкое распространение гидрообеспыливания, аспирация продолжает играть все еще значительную роль. Одним из перспективных путей оптимизации этого процесса, как нам представляется, является использование вихревого эффекта.

Общие представления о процессе позволяют предположить его эффективное применение при уборке пыли с поверхностей, отсосе вредностей из рабочей зоны, например, сварщика и др. В этом случае наличие больших тангенциальных скоростей существенно уменьшает объем отсасываемого воздуха и увеличивает расстояние воздействия.

Выявление возможностей использования вихревого эффекта в устройствах обеспыливания требует рассмотрения задачи в общем виде. С этой целыо нами разработана физическая и математическая модели двух типов вихревого движения воздуха: с принудительной тангенциальной подкруткой и с естественной - с учетом выноса твердых примесей.

В работах Г.Н.Абрамовича была сделана попытка объяснить обнаруженное в опытах существенное влияние примеси на характеристики струи и в рамках теории Прандтля предложена модель влияния примеси на турбулентную структуру струи. Согласно этой модели турбулентный моль при своем движении увлекает населяющие его твердые частицы и тормозится суммарной силой лобового сопротивления частиц.

Воздух в турбулентном потоке, помимо поступательного движения, имеет продольную и поперечную пульсационные составляющие скорости. Твердые частицы, попав в струю воздуха, приобретают при своем движении все компоненты воздушной струи. Так как нас иитере-

сует продольное движение потока воздуха, то наибольшее влияние на характеристики струи будет оказывать поперечная пульсационная составляющая скорости (в дальнейшем - скорость пульсации) частиц примеси. Пульсационная скорость воздуха при наличии в нем примеси, будет уменьшаться за счет лобового сопротивления частиц в зависимости от концентрации примеси.

Два уравнения - уравнение количества движения частицы и уравнения движения - позволяют определить пульсационные скорости воздуха и частиц:

0V¿=-jdV¿; (11)

где j - относительная масса примеси;

Vpb Vgi- скорости пульсации частиц примеси и воздуха. dV1. pJv1. - vMÍV1. - vOjtDp

m*-df = C* 4 -g' (12)

где ms - масса частицы; pg - плотность воздуха; cx - коэффициент сопротивления частицы; Dp - диаметр частицы.

Тогда

V1 . - ¡V.1 + ÍV1 . V1 g" J ' J РО'

gi i + j ' W

v1 . + ¡V1 . - V.1 v¿ = £01 P?' 1 , (14)

pi 1 + j

где V.^V1.-V1..

M i gi pi

Подставляя эти значения в уравнения движения частицы (12) в конечном итоге получим

К - s|n| 2Np5 ф (1 + j)2 ni i ~ i i П ' ^

vi- - g N v • - v.M

I 01 ° 1| I I gol 1 I

18ц

где N =-— ; (3 - эмпирическая константа. Р = О, 09;

PpD2

5;р - ширина струи по скорости;

Vgoi' Vpoi " начальные пульсационные скорости газа и

частицы. v;o.=0;V'oi=P5^).

Величину V.1 находим численным методом. Проекция скорости витания определяется из условия

4 пТ>\

Рз&

2 4 3 _ Если для сх принять закон Стокса, то получим:

(16)

Р5рр§ 18ц„

(17)

Во вращательном потоке воздуха скорость движения элемента объема в каждой точке представляют как сумму трех составляющих: тангенциальной V,, аксиальной Уа и радиальной Уг.

При прямоточном движении воздуха величина скорости вдоль поверхности уменьшается от входа в воронку к ее центру, а при вихревом движении - растет (рис.9). Зависимость максимальной концентрации Сх примеси в удаляемом через воронку воздухе от высоты Ь поднятия воронки над поверхностью, полученная в результате эксперимента, приведена на рис.10.

л« «А 0

Рис.9.Характер изменения опреде- Рис.10. Зависимость Сх„их = £"(Ь) ляющей скорости Уоир при схемах отсоса:

в прямоточной (—) 1 - прямоточной; 2 - вихревой;

и вихревой (-) моделях 3 - принудительно-вихревой

Приведенные данные свидетельствуют о перспективности аспирации, основанной на вихревом эффекте. При И = 0,3н-0,6 диаметра воронки целесообразно использовать вихревую модель (зона А на рис.10), а при больших значениях Ь - принудительно-вихревую (зона Б на рис.10).

Метод выбора способа и разработан средств обеспыливания

Обоснованный в работе аэрогидродинамический подход позволил разработать ряд эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания процессов горного производства. Обобщая результаты проведенных исследований, можно сказать, что данный подход по сути, является методом выбора способа обеспыливания для конкретного источника пыления и позволяет на основе анализа аэродинамических процессов, происходящих в этом источнике, обозначить пути решения задачи его обеспыливания.

Суть проведенных исследований в основном сводится к следующему.

Установлено, что современные способы и средства борьбы с пылыо, используемые в горной промышленности, различаются по ре-сурсосемкости в 10 и более раз. Анализ развития проблемы борьбы с пылыо показал, что в расчете на дальнюю перспективу основной задачей должно стать создание экологически чистых горных технологий, а на ближайшее будущее - разработка эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания технологических процессов горного производства.

С этой целью были определены источники пыления в технологических потоках разрезов, анализ которых позволил выявить пять типов: циклично-пульсирующий; залповый; неравномерно-случайный и равномерно-постоянный. Учет типа источников пыления способствует снижению ресурсоемкости разрабатываемых систем обеспыливания на 1-2 порядка.

Анализ современных способов и средств борьбы с пылыо свидетельствует, что все их многообразие сводится к ограниченному числу процессов и элементов. К ним можно отнести: завесы(воздушные, водяные, водовоздушные); аспирацию (из-под зонта, укрытия, завесы) с последующей очисткой запыленного воздуха (сухой, мокрой, комбинированной) и утилизацией пыли; подавление витающей пыли (орошением в эжекторе, с рециркуляцией); связывание пыли свободными или полуограииченными струями на поверхности, а также в массиве - нагнетанием воды. Оптимизация процессов и элементов, их рациональное сочетание и оценка с помощью предложенного автором критерия оптимальности позволяет снизить расход ресурсов на обеспыливание в 2-4 раза.

Использование научных разработок, апробированных, но не реализованных в конкретных устройствах обеспыливания, может повы-

сить эффективность систем обеспыливания на 10-15% и снизить затраты на их реализацию в 10-15 раз.

Таким образом, наибольший эффект в ресурсосбережении достигается учетом: типа источника пыления, характера взаимодействия рабочего органа с горной массой и воздействия внешней среды; эффективности и ресурсоемкости способов и средств обеспыливания; известных научных разработок, не реализованных в практике. Причем, указанные факторы определяют выбор способа обеспыливания.

Именно залповый характер пыления при загрузке сыпучего материала в бункер из ж.-д. думпкаров или большегрузных автомобилей послужил основанием для отказа от аспирации, так как продолжительность загрузки составляет 2-5% от времени на обменные операции транспортных сосудов. То есть постоянно работающая аспирационпая установка большую часть времени будет отсасывать чистый воздух. Отказ от аспирации при залповом характере пыления удешевляет систему обеспыливания в 200-500 раз по капитальным и эксплуатационным затратам.

Предложенные системы гидрообеспыливания экономичнее аспи-рационных по затратам энергии в 3-4 раза. Применение новой разработки - обогреваемого распылительного узла - позволило использовать гидрообеспыливание в условиях отрицательных температур.

Использование воздушных завес для локализации источника пыления, например, при погрузке сыпучего материала в ж.-д. вагоны позволяет упростить конструкцию системы обеспыливания и уменьшить в 3-4 раза объем отсасываемого запыленного воздуха, что ведет к снижению энергоресурсов на отсос и очистку запыленного воздуха.

Применение водовоздушных завес на станках шарошечного бурения вместо подачи водовоздушной смеси на забой скважины упрощает конструкцию станка и увеличивает на 25-30 % износостойкость долот.

Вихревой эффект, используемый в системах аспирации, интенсифицирует процесс воздухообмена в рабочей зоне, способствует вовлечению пылинок в воздушный поток и увеличивает пропускную способность воздуховодов при неизменных энергозатратах.

Таким образом, характер воздействия рабочего органа на горную массу, движения горной массы и воздушных потоков; рационализация процессов и элементов систем обеспыливания и их рациональное сочетание; новые физические явления и процессы - все это способствует созданию эффектавных ресурсосберегающих средств обеспыливания.

В целом метод выбора способа и разработки средств обеспыливания на основе аэрогидродинамического подхода представлен на рис. 11.

Технологический п р о ц е сс-источник пиления

Выбор способа

Факторы, определяющие выбор способа

_I

Характер взаимодействия рабочего органа с горной

_массой_

Тип источника пы-лення

Характер воздействия внешней среды

Рис.II. Метод выбора способов и разработки средств обеспыливания на основе аэрогидродинамического подхода

Эффективность и ресурсоемкость способов и средств

обеспыливания Системы обеспыли-ваиля в целом

Элементарные процессы и устройства систем обеспылива-шся

Научные разработки, не реализованные в практике

Новые физические явления

Перспективные, апробированные в практике процессы

Как следует из этого рисунка, процесс создания эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания состоит из двух этапов: I - выбор способа и 2 - разработка устройства. Причем наибольший эффект может быть получен при выполнении первого этапа, который позволяет на основе исследования конкретного источника пы-леиия вести целенаправленный поиск решения задачи его обеспыливания.

Анализ в соответствии с предложенным методом характера взаимодействия рабочего органа с горной массой, условий движения горной массы и воздушых потоков позволил наметить наиболее предпочтительные технические решения по обеспыливанию роторного колеса экскаватора на основе мощной водовоздушпой струи, два варианта устройств обеспыливания ленточных пересыпов, а также конструкцию рабочего органа угольного комбайна. На основе анализа свойств радиального и осевого вентиляторов предложена конструкция нового радиального вентилятора, стендовые испытания которого показали его экономичность и улучшенные параметры по напору и производительности.

Таким образом:

1. С учетом обобщения результатов проведенных исследований струй, завес, аспирации предложен метод выбора способов и разработки средств обеспыливания на основе аэрогидродииамического подхода к анализу источника пылеобразования, рационализации элементарных процессов и устройств обеспыливания и рационального их сочетания.

2. Использование предложенного метода позволило проанализировать конкретные источники пылеобразования, выбрать способы их обеспыливания и определить пути их реализации для обеспыливания роторного (фрезерного) колеса экскаватора, ленточных пересыпов, зоны резания исполнительного органа угольного комбайна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе на основе теории оптимизации (исследования операций), системного (анализ и синтез) и аэрогидродинамического (предложенного автором) подходов к исследованию объектов пыле-ния разработаны теоретические положения и методики по выбору способов и созданию эффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания, совокупность которых можно квалифицировать как определенный вклад в развитие теории борьбы с пылыо в горном производстве. В работе также изложены научно обоснованные технические

и технологические решения, внедрение которых будет способствовать ускорению научно-технического прогресса в области защиты окружающей среды и борьбы с пылыо в различных отраслях промышленности.

Основные научные и практические выводы и результаты исследований заключаются в следующем.

1. Современный уровень развития горного производства (объемы, единичные мощности горнотранспортной техники, интенсивность и концентрация работ) свидетельствует об усилении негативного техногенного воздействия на окружающую среду, в результате чего затраты на обеспыливание становятся соизмеримыми с затратами на добычу и переработку горной массы, в то время как стандартные технологии борьбы с производственными вредностями в значительной степени исчерпали себя. Поэтому в расчете на дальнюю перспективу должна быть поставлена задача разработки и внедрения в практику экологически безвредных технологий, а на ближайшее будущее - задача разработки эффективных ресурсосберегающих технологий борьбы с пылыо.

2. Факторами, определяющими выбор способа и разработку новых средств обеспыливания, являются:

-тип источника пыления, характер взаимодействия рабочего органа с горной массой и воздействие внешней среды, позволяющие на 12 порядка снизить ресурсоемкость разрабатываемых систем обеспыливания;

- эффективность и ресурсоемкость способов, и средств борьбы с пылыо - как систем обеспыливания в целом, так и элементарных процессов, способствующих снижению в 2-4 раза расхода ресурсов на обеспыливание;

-научные разработки, не реализованные в конкретных устройствах обеспыливания, повышающие эффективность систем обеспыливания на 10-15% и снижающие затраты на их реализацию в 10-15 раз;

- критерий оптимальности для оценки разрабатываемых средств обеспыливания.

3. Повышение эффективности обеспыливания при одновременном уменьшении материальных и энергетических затрат достигается путем использования воздушных и водовоздушных завес, позволяющих осуществлять локализацию источников пыления, создавать направленное движение и очистку запыленного воздуха, увлажнять сыпучий материал, утилизировать уловленную пыль. Причем, создавать завесы

можно с заранее заданными оптимальными параметрами и свойствами: увеличенным в 1,5-2,0 раза углом раскрытия многослойной завесы, создаваемой одним рядом плоскоструйных форсунок; уменьшенным в 1,5-1,7 раза углом раскрытия и расходом воздуха без ухудшения параметров завесы; созданием вихревого движения в неполностью замкнутом объеме.

4. Гидрообеспыливание при отрицательных температурах в некоторых случаях не только возможно, но и более эффективно, чем сухое или комбинированное - как с экологической, так и энергетической точек зрения. Используемые при этом обогреваемые распылительные узлы, имеющие петлевую схему циркуляции теплоносителя, в 2,5-3,0 раза экономичнее прямоточных по потреблению тепловой энергии.

5. Установку местного проветривания УМП-1, создающую мощную высокотурбулизированную струю и оснащенную обогреваемым распылительным узлом, при отрицательных температурах целесообразно использовать в качестве генератора искусственного снега. При этом дальность полета водяных капель достигает 65-70 м, а расстояние, на котором эти капли замерзают (при отсутствии ядер кристаллизации), составляет 20-70 м в зависимости от температуры окружающего воздуха и распыляемой жидкости.Используя гидравлический способ распыления жидкости, установка не требует дополнительных силовых агрегатов, что ведет к уменьшению расхода энергии в 1,5-2,0 раза.

6. Осуществлять гидрообеспыливание "залповых" перегрузок больших объемов (100 и более тонн) сыпучего материала любой пы-леобразующей способности в условиях как положительных, так и отрицательных температур позволяет при уменьшенном удельном расходе жидкости (до 1,5-2,0 л/т) использование рециркуляции воздуха (в неполностью закрытом объеме), энергии падающего сыпучего материала, конструктивных элементов, формирующих поток запыленного воздуха.

7. Использование в аспирационных системах вихревого эффекта позволяет увеличить дальнобойность отсасывающих патрубков до 2-3 их диаметров и в 3-4 раза - их пропускную способность при тех же энергетических затратах.

8. Для практического использования результатов проведенных исследований, базирующихся на аэрогидродипамическом подходе к созданию ресурсосберегающих технологий обеспыливания, разработаны:

а) методики расчета параметров водовоздушиого факела гидроэжектора для условий отрицательных температур; плоской веерной воздушной струи; плоской воздушной двухслойной струи с уменьшенными в 1,5-1,7 раза углом раскрытия и расходом нагнетаемого воздуха; параметров мощной свободной и полуограниченной водовоздушной струи для условий отрицательных температур; скорости и объемов выброса запыленного воздуха из емкости, загружаемой сыпучим материалом; обогреваемого распылительного узла с прямоточной и петлевой схемами циркуляции теплоносителя; параметров устройств аспирации на основе вихревого эффекта;

б) типовые проекты систем обеспыливания бункеров, загружаемых сыпучим материалом из большегрузных автомобилей и с двухсторонней загрузкой из ж.-д. думпкаров; рабочая документация на обогреваемые распылительные узлы пяти модификаций, на установку УМП-1С, на систему гидрообеспыливания для бурстанков шарошечного бурения, на обеспыливание процесса загрузки сыпучего материала в ж.-д. вагоны, на установки воздушно-тепловых завес для дверных проемов промышленных зданий (односторонних и двухсторонних) площадью от 3,5 до 50 м2.

9. На основе выполненных автором исследований разработаны, опробованы в промышленных условиях и внедрены новые, обладающие патентной чистотой, высокоэффективные ресурсосберегающие технологии, реализованные в устройствах: обеспыливания бункеров, загружаемых из большегрузных автомобилей, с двухсторонней загрузкой из ж.-д. думпкаров; в устройстве обеспыливания агрегата сортировки горной массы; в обогреваемых распылительных узлах, позволяющих применять гидрообеспыливание в условиях отрицательных температур; в воздушно-тепловых завесах для дверных проемов промышленных зданий.

Обобщение рузультатов исследований позволило сформулировать метод выбора способа и разработки высокоэффективных ресурсосберегающих технологий обеспыливания, на основе которого поставлены новые задачи и предложены пути создания средств борьбы с пылью.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Обоснование параметров передвижного снегогенератора для борьбы с пылью// Совершенствование техники и технологии добычи угля на разрезах: Сб.науч.тр./УкрНИИпроект. -Киев, 1988. - С.80-85.

2. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Выбор оптимальных параметров высоконапорных гидроэжекторов для борьбы с пылью на разрезах// Совершенствование технологических процессов при добыче угля открытым способом: Сб. науч. тр. / УкрНИИпроект. - Киев, 1989. - С.83-89.

3. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Гидрообеспыливание приемных бункеров// Тезисы докладов конференции "Эффективные технологии, способы и средства, обеспечивающие современные требования к экологии при разработке полезных ископаемых", г.Свердловск, ИГД Минмета СССР, август 1990 г. - С.119-120.

4. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Обеспыливание приемных бункеров коксующихся углей обогатительной фабрики разреза "Нерюнгринский" // Внезапные выбросы угля и газа, рудничная аэрология: Науч. сообщ./ ИГД им.А.А.Скочинского. - М., 1990. - С.147-157.

5. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Гидрообеспыливание приемных бункеров в Соколовско-Сарбайском горно-обогатительном производственном объединении. //Совершенствование технологических процессов добычи угля открытым способом: Сб. науч.тр./ НИИОГР,- Челябинск, 1990,- С.125-132.

6. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Система гидрообеспыливания приемных бункеров, загружаемых большегрузными автомобилями // Уголь. -1991. - № 3. - С.58.

7. Круглов Г.А., Гробовой С.И., Круглова Е.С. Устройство для обеспыливания пункта загрузки сыпучих материалов в вагоны// Уголь,-1991. - № 3. - С.59.

8. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Гидрообеспыливание приемных бункеров с двухсторонней загрузкой из железнодорожных думпкаров // Уголь. -1991.- №3. - С.58.

9. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Гидрообеспыливание мощных локальных источников пыления: Инф. сб./НИИОГР. - Челябинск, 1991. - 24 с.

10. Круглов Г.А., Гробовой С.И., Круглова Е.С. Обеспыливание пунктов погрузки сыпучих материалов в вагоны II Совершенствование технологических процессов добычи угля открытым способом: Сб. науч. тр. / НИИОГР. - Челябинск, 1991. - С.145-155.

11. Круглов Г.А., Фомина В.Н. Обогреваемый распылительный узел: Инф. листок № 187-91/ МЦНТИ. - Челябинск, 1991.

12. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Обеспыливание процесса загрузки вагонов сыпучим материалом/ НИИОГР.- Челябинск, 1994. - 10с.-(Деп. в ЦНИЭИуголь, 30.01.95 г., № 5488).

13. Круглов Г.А. Гидрообеспыливание при отрицательных температурах II Тезисы докладов конференции "Экологические проблемы горного производства и размещение отходов", г.Москва, МГГУ ИА ЦГЦ, январь-февраль 1995 г.

14. Круглов Г.А. Разработка метода оптимизации для проектирования и конструирования способов и средств обеспыливания мощных локальных источников пыления // Тезисы докладов Международной конференции "Минеральным ресурсам России - рациональное использование", посвященной 75-летию института "Механобр", г.Санкт-Петербург, май 1995 г.

15. Круглов Г.А., Круглова Е.С., Скиданенко A.M. Обогреваемый распылительный узел // Научные сообщения ИГД им. А.А.Скочинского. Вып.297. - М.,1995. - С.172-180.

16. Круглов Г.А. Оптимизация обеспыливания мощных локальных источников пыления // Научные сообщения ИГД им. А.А.Скочинского. Вып.297. -М„ 1995.-С. 180-185.

17. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Развитие и пути решения проблемы борьбы с пылью в горном производстве II Тезисы докладов симпозиума по вопросам устойчивого развития районов открытых разработок угольных месторождений,г. Красноярск, 12-16 июня 1995 г.

18. Круглов Г.А. Разработка ресурсосберегающих технологий обеспыливания процессов горного производства II Экологические проблемы Южного Урала. - Челябинск, 1995. - № з.

19. Круглов Г.А., Круглова Е.С. Применение воздушных и водовоз-душных завес в системах обеспыливания // Известия УГГА,- Екатеринбург; 1995.

20. Круглов Г.А., Скиданенко A.M. Использование вентиляционно-оросительной установки УМП для пылеподавления в зимнее время II Безопасность жизнедеятельности: Сб.научн.тр. - Челябинск: ЧГТУ, 1996. - С.53-62.

21. Круглов Г.А. Ресурсосберегающие технологии обеспыливания / НИИОГР. - Челябинск, РЕКПОЛ, 1996. - 145 с.

22. Рабочий орган передвижного пылеулавливающего агрегата: А.с. 1518426 СССР, МКИ Е 01 Н 1/08/ Круглов Г.А., Купин А.Н., Круглова Е.С. и др. - № 4358931/24-11; Заявл.28.07.88; Опубл. 30.10.89.; Бюл. № 40.

23. Бункер для сыпучих материалов: Патент РФ № 1701935, МКИ

Е 21 F 5/00 / Круглов Г.А., Круглова Е.С., Купин А.Н. - № 4473077; За-явл. 11.08.88; Опубл. 30.12.91; Бюл. № 48.

24. Устройство для обеспыливания воздуха при разгрузке сыпучих материалов в бункер: Патент РФ 1730468, МКИ Е 21 F 5/00/ Круглов Г.А., Круглова Е.С. - № 4762851/03; Заявл. 14.02.90; Опубл. 30.04.92; Бюл.№ 16.

25. Распылительный узел: Патент РФ 1775181, МКИ В 05 В 1/24/ Круглов Г.А., Круглова Е.С. -№ 4817219/05; Заявл. 26.01.90; Опубл.15.11.92; Бюл. № 42.

26. Устройство для обеспыливания при загрузке в емкость сыпучего материала: Патент РФ 1773832, МКИ В 65 G 69/18 / Круглов Г.А., Гробовой С.И., Круглова Е.С. - № 4834629/11; Заявл. 14.02.90; Опубл. 07.11.92; Бюл. №41.

27. Устройство для обеспыливания процесса загрузки вагона сыпучим материалом: Заявка на патент РФ № 95108334 / Круглов Г.А., Круглова Е.С. - Заявл. 22.05.95.

ЛЛМЮ.