Cпособы уменьшения загрязнения атмосферы при буровзрывных работах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Технического института (филиал) федерального государственного

автономного образовательного учреждения высшего образования «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К Аммосова» в г.Нерюнгри

Контрольная работа

По дисциплине: «Горнопромышленная экология»

Вариант 2

Выполнил: студент группы

С-ГД-18 (6,5) Бочкарева О.Ф.

Проверил: к.т.н. доцент

Рочев В. Ф.

Нерюнгри 2022

Введение

Разработка месторождений открытым способом имеет неоспоримые преимущества по сравнению с другими в единичной мощности горного предприятия и оборудования, производительности труда и затратах на производство продукции. Более 75 % всего минерального сырья в мире добывается открытым способом. Интенсификация открытой добычи полезных ископаемых и, как следствие, углубление горных работ обостряет проблему обеспечения нормальных аэрологических условий в карьерах. Еще более обостряет эту проблему современная тенденция внедрения, хотя и высокоэффективных, но не электрических, а автономных дизель-гидравлических буровых станков и экскаваторов, мощных автосамосвалов, что увеличивает объем выброса в атмосферу карьеров вредных газов при сжигании топлива в двигателях внутреннего сгорания. Аэрология горных предприятий - отрасль горной науки, изучающая свойства атмосферы, в частности, карьеров, и происходящие в ней аэромеханические и термодинамические процессы с целью создания на открытых горных разработках нормальных санитарно-гигиенических условий труда. Аэрология горных предприятий опирается на достижения ряда смежных наук о Земле: геологии, метеорологии, аэромеханики и термодинамики. Для решения специфических вопросов в условиях открытых горных работ аэрология горных предприятий использует законы: состояния земной атмосферы, солнечной радиации, прогноза погоды, аэростатики, турбулентного движения воздуха, свободных струй, диффузии газов, механики аэрозолей, теплообмена, механики турбомашин и др.

1. Пылеподавление и пылеулавливание при бурении скважин

Способы разрушения пород при бурении скважин на карьере делятся на две основные группы: механическое и термическое. К станкам механического бурения, образующим при бурении значительное пылевыделение, относятся вращательные, шарошечные и ударновращательные (с погруженным пневмоударником). Основными направлениями снижения пылевыделения при работе таких станков являются применение мокрых способов пылеподавления и использование установок сухого пылеулавливания. При мокрых способах пылеподавления, вода подается в поток сжатого воздуха, направляемого в забой буровой скважины для удаления буровой мелочи, образуя водно-воздушную смесь. Эта смесь в забойном пространстве сталкивается с пылевыми частицами. Происходит смачивание водой и коагуляция пыли. Образуемый шлам, выдается под давлением воздуха на поверхность и удаляется от устья скважины воздушным потоком, который создает специальный вентилятор, устанавливаемый в 1-1,5 м от устья скважины. Частицы, смоченные водой, выпадают из потока и оседают на поверхности уступа. Для повышения смачивающих свойств воды используются добавки ПАВ, которые снижают поверхностное натяжение воды и улучшают диспергирование буровой пыли. Применяются также антикоррозийные, эмульсионные и гидрофильные добавки. Такая схема пылеподавления показывает высокую эффективность и используется, например, на станках типа СБШ-250МНА-32 (МНА-55). Недостатками являются: снижение стойкости долот; ограничение применения воды, несмотря на ее предварительный подогрев, в зимнее время, особенно в сильные морозы; возможность разрушения устья и обрушение всей скважины по окончании бурения. С целью пылеулавливания при сухом способе пылеподавления применяются различные одно-, двух-, трех- и четырехступенчатые пылеулавливающие установки, состоящие из узла отсоса запыленного воздуха от устья скважины из частичного укрытия, пылеулавливающих аппаратов, вентилятора и системы воздуховодов. По принципу улавливания последней ступени очистки они подразделяются на установки с гравитационными, инерционными, поглощающими и пористыми пылеуловителями. Например, на буровых станках типа 2 (3, 4, 5, 6) СБШ-200Н применяется трехступенчатая пылеулавливающая установка. Буровой шлам через пылеприемник поступает в осадительную камеру, где оседают крупные частицы. Затем воздух проходит через парный циклон и рукавный тканевый фильтр. Эта установка дает возможность в 10 раз снизить запыленность воздуха на рабочей площадке и в кабине бурового станка. Эффективность очистки воздуха современными установками достигает 99,5 %. При термическом бурении скважин в забое кварцитов образуется сложная смесь газообразных продуктов сгорания топлива и частиц разрушенной породы. Применяемая для охлаждения горелки вода интенсивно образует пар в этой смеси, что позволяет в десятки раз снизить интенсивность выбросов пыли и снизить температуру газов на выходе из скважины с 560 до 99оС и менее. Пылеулавливающие аппараты монтируются на станке и включают укрытие-бункер, откуда через уголковый фильтр (три решетки, устанавливаемые под углом 30о к набегающему потоку пылегазовой смеси) по пылегазопроводу смесь попадает в пенный аппарат, который имеет каплеулавитель из двух уголковых решеток.

2. Снижение газовыделения при бурении скважин

скважина бурение взрывной пылеподавление

Газовыделение в атмосферу вредных газов на современных карьерах происходит при бурении скважин станками термического бурения. В перспективе возможно также применение других способов бурения скважин, в том числе взрывного, плазменного, лазерного и др., что также может вызвать дополнительное поступление в атмосферу карьеров вредных газов. При термическом бурении для снижения интенсивности газовыделения используется комплекс мероприятий, включающий подбор расхода компонентов горючей смеси, способов сжигания, разжижение вредных газов и применение для них различных нейтрализаторов и т.д. Так, снижение окиси углерода, азота, альдегидов происходит при избытке окислителя и особенно интенсивно при коэффициенте его избытка более 1,3. Снижение массовой доли вредных газов достигается более тонким распылением горючего путем совершенствования форсунок, применением дезинтеграторов (измельчителей) топлива для интенсификации его сгорания, например, ультразвука, магнитометров, а также подогрева топлива и оптимизацией параметров камеры сгорания. Нейтрализация вредных газов осуществляется подачей в зону сгорания, например, эмульсии из топлива и очищенной или обессоленной воды (в объеме до 20 %), а также установкой после последней ступени очистки нейтрализующих аппаратов.

3. Снижение пылевыделения при производстве взрывных работ

Массовые взрывы на карьерах являются источниками большого выделения пыли и газов. Количество одновременно взрываемого ВВ при этом достигает на современных карьерах 1000 и более тонн. При взрывании наблюдается два основных вида пылегазового облака: первичное и вторичное. Первичное облако образуется в результате выноса пыли из устья скважины истекающими газообразными продуктами взрыва. В это облако попадают измельченная порода стенок и устья скважины, а также буровой шлам забойки. Поднятая взрывом горная масса при падении на почву уступа, воздействие ударной волны и сейсмических колебаний образуют вторичное облако. Пылегазовое облако взрыва за минуту достигает высоты 200-250 м. При этом температуры газов в облаке и окружающей воздушной среде выравниваются, а облако начинает перемещаться ветром и происходит интенсивное выпадение крупных пылевых фракций. Мелкие фракции выпадают на расстоянии 2-3 км и более. Удельное количество пыли (1 кг/м 3 породы) зависит главным образом от удельного расхода ВВ, с увеличением которого интенсивность выделения пыли резко возрастает. Большое влияние на пылевыделение оказывает обводненность взрываемых пород. Взрывание скважин в обводненных породах приводит к снижению выделяющейся пыли в 1,5-2,5 раза по сравнению в сухих породах. Способы борьбы с пылью с использованием воды применяют до взрыва, в процессе и после него. Для этого используют предварительное увлажнение массива, водяную забойку, водонаполненные ВВ и др. Предварительное орошение водой поверхностей, прилегающих непосредственно к взрываемому блоку, способствует снижению взметывания при взрыве осевшей ранее пыли. Расход воды при этом составляет около 10 л на 1 м 2 поверхности. Водяная забойка может быть внешней, внутренней и комбинированной. Внешняя забойка располагается вблизи устья скважин, например, полиэтиленовый рукав, укладываемый вдоль рядов скважин и заполняемый слоем воды, высотой около 0,2 м. Внутренняя водяная забойка осуществляется с помощью полиэтиленового рукава, опускаемого в скважину и заполняемого водой. Она располагается непосредственно над зарядом ВВ. Комбинированная забойка включает оба перечисленных вида забойки. Значительное снижение запыленности воздуха достигается также нанесением на взрываемый блок пены, применением воздушно-водяных струй на установках искусственного проветривания и др. способами.

4. Снижение загазованности при взрывных работах

Образование вредных газов при взрывах связано с взрывным разложением ВВ и в особенно больших количествах при взрывании ВВ с отрицательным кислородным балансом. Для снижения загазованности воздуха при массовых взрывах применяют комплекс мероприятий, в который входит применение ВВ с нулевым или близким к нему кислородным балансом, использование различных технологических возможностей, интенсификация проветривания карьера и т.д. Перспективным направлением является использование нейтрализующих добавок как в ВВ, так и при забойке скважин. Например, гидрогелевая забойка, состоящая из воды, силиката натрия и аммиачной селитры уменьшает выделение окиси углерода до 46 %, а окислов азота более чем на 86 %. К технологическим возможностям относятся применение высоких уступов и взрывание в зажатой среде на неубранный навал породы, шириной 25-40 м, что объясняется более полным использованием энергии взрыва. Снижение количества образующихся при взрывании ядовитых газов достигается также снижением удельного расхода ВВ путем совершенствования технологии взрывных работ с учетом конкретных условий взрывания. Интенсификация проветривания достигается как естественными, так и искусственными способами. При естественном проветривании правильно устанавливается время взрывания скважин на основании анализа суточного хода ветра. Ядовитые газы в данном случае рассеиваются наиболее быстро при максимальной скорости ветра. При искусственном способе вентиляции применяются установки со свободными вентиляционными струями.

Размещено на Allbest.ru