Способ проветривания карьеров

,г1 СКОМУ А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛИ(72) В.И. Белоусов и И.А. Ооб олена,. (71) Белорусский филиай Восоюзного научно-исследовательскогопроектного института галургии(56) 1. Гули И.В. и др., Результаты экспериментального излучения интенсификации естественного воэдухообИе" на в карьерах при аэродинамическом . профилировании бортов. -Сб. ффиэикотехничеСкие проблемь 1 управления ваздухообменом в горних выработках больших объеирвф, Таллин, 1979;с,77 78.2. Авторское, свидетельство СССР по заявке Ф 2925455/22-.03, 16.05,80, (54)(7) СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРБЕРОВ; включающий создание аэродинамически обтекаемых специальных форм рельефа путем отсыпки в прикарьерной территории внешних отвалов и измене- ,1 ние направления ветрового потока, о т л, и ч а ю щ и. й с я тем, что, с.8002 899 целью повышения эффективности проветривания.и снижения капитальных и эксплуатационных затрат путем обеспечения безотрывности обтеканияветрового потока, внешние отвалы отсыпашт со стороны. ветров преобладающего направления с углом откоса к карьеру 5-8 ф., начиная от предель-ного контура карьера с учетом бермы безопасности, при этом высоту отва-. лов определяют иэ выражениябог к вФЮ И-"+а,ООО 31 И где Ж - угол, на который требуетсяповернуть ветровой поток в- карьер, 5 с Ж с 80 У. еК-угол откоса отвалов к карьеРуф 5Ю с 8,/высота отвалов, м; .И вертикальная мощность части ,ветрового потока, принимающей. участие впроветривании ка- Ф рьера, мИзобретение относится к горной троюааленности и может быть использо-, вайо для .проветривания карьеров естественными воздушными потоками.Известен способ проветривания карьеров, включающий формирование верх йей части бортов карьера по определенному аэродинамически обтекаемому .прОфилю и обеспечение безотрывносФи . обтекающего воздушного потока 1 .Недостатком этого способа является 10 сложность выполнения и содержания специального профиля борта карьера в натурных условиях, а также весьма значительные дополнительные затраты на создание этого профиля 15Наиболее близким к предлагаемому является способ проветривания карьеров, включающий создание аэродинаущчески обтекаемых Форм рельефа путетл отсыпки в прикарьерной террито рии внешних отвалов и изменение направления ветрового потока, при этом отвалы размещают на буту с наибольшей высотной отметкой и выполняют в виде терриконов в одну или несколь ко гряд 2.К недостаткам известного способа относятся весьма значительные затра-ты на отсыпку отвалов, а также то, что он не обеспечивает в полной мере безотрывности обтекания отвалов ветровым потоком.Цель изобретения - повышенйе эффективности проветривания исниже ние капитальных и эксплуатационных затрат путем обеспечения безотрывнасти обтекания ветрового потока.указанная цель достигается тем, что согласно способу проветривания карьеров, включающему создание спе 1 тиальных Форм рельефа путем отсыпки 40 в прикарьерной территории внешних . отвалов и изменение направления ветрового потока, внешние отвалы, отсыпают со стороныветров преоблацающего . направления с углом откоса к карье ру 5-6 о, начиная от предельного контура карьера с учетом бермы безодасности, при этом высоту отвалов определяют из выраженияо:от 50ф,в94565 И+О,оооз),И "+4 где,0 - угол, на который требуетсяповернуть ветровой потокв карьер, 5 бас 8 о; .55Юо 4 - угол откоса отвалов к карьеРуф"от- высота отвалов, м;И - вертикальная мощность частиветрового потока, принимаю-. 60щей участие в проветриваниикарьера, мпот 2,6 Н+ 0,408 от На фиг,1 и 2 показана принципиальная схема обтекания ветровым потоком отвалов с неограниченной длиной, полученная на аэродинамической модели; на фиг.З - принципиальная схема проветривания вытянутого в плане карьера.В результате исследований на аэродинамических .моделях .установлено, что при обтекании ветровым потоком отвалов с неограниченной длиной вкрест потоку и наветренным естественным углом откосов 35-40 потоко деформируется от уровня подошвы отвалов до высоты1185 "от + 54 1) гдеот - высота отвалов, м Ъо т 15 м.В зоне деформации линии тока пото. ка сгущаются и увеличиваются его скорости, что особенно показательна для наветренной части отвалов усечение Ъ) При дальнейших исследованиях было установлено, что при создании подветренного угла откоса отвалов не более 8 в объеме за их верхней бровкой по потоку степень разряжения, создаваетлого ветровым потоком, достаточна для обеспечения эффекта налипания, т.е. безотрывного течения. Линии тока стараются принять пространственное положение, параллельное наклонной плоскости отвалов. Причем чем ближе. расположена к поверхности линия тока, тем зто более характерноПри дальнейшем движении потока над наклонной плоскостью его скорости по величине постепенно выравниваются со скоростями набегающего на отвал потока на бесконечности. В течении у подошвы отвалов сечение П-П) скорости потока согласно расчетам свободных струй при их налипании на плоскость равны скоростям на .бесконечности перед отвалами, а угол наклона к горизонту приземной части потока с вертикальной мощностью т составляет Ж . За сечением П-П по потоку линии тока постепенно становятся параллельными подстилающей поверхности, т.ев этой области при увеличении расстояния от подошвы отвалов о -+ О.Для определения величины й в за.висимости.от 1 т и т в сечении П-П у подошвы подветренного откоса отвала ) было построено пять полей скоростей ветровых потоков при обтекании отвалов с параметрами: угол наветренного откоса, йн -"40 , угол подветренного откоса,=8 , Ьот =13,55-89,5 м. Поле скоростей ветрового потока иа бесконечности перед отвалами характеризовалось типичны.ми для условий карьеров величинами: геострофический ветер Ц =5 м/с, термодинамнчедкая устойчивость атмо1025899 Е На основе исходных данных таблицыбыла получена зависимость:0 отф, с гГоД (9).в метрах.Введение в 91 Ю 0 в пределах 5-8оправдана незначительным диапазономего изменения и сохранения при этомэффекта налипания.При создании таких отвалов непосредственно перед карьером ветровойпоток будет наклонен в объем карьера 15что позволит увеличить в нем скорости воздушных потоков, уменьшитьили ликвидировать застойные и рециркуляционные зоны. Все это обусловитинтенсификацию естественного динами-;20ческого воздухообмена в карьере,Й р и м е р, Необходимо проветритьвытянутый в плане карьер со следую,щими параметрами: Чк =900 м, Н к150 м длина карьера вкрест потоку, Вк =2000, объем выработанногопространства равен 120 млн.мф. Уголраскрытия ветрового потока при входе в карьер составляет около 15 ф,тогда объем зоны рециркуляции равен 18 .млн.мф. Вертикальная мощностьчасти ветрового потока, принимающей участие в проветривании карьера по рециркуляционной схеме, .определяется по формулеомаьк ,ЗЛ 4 с 1 ф. В рассматриваемом случае Ь =49,7 м.Чтобы получить максимальный. эф- : 40фект по интенсификации естествен, ного динамического проветриванияв данном примере, необходимо ликииж дировать зону. рециркуляции,.для чегочасть ветрового потока с=49,7 мнужно повернуть в вертикально плоскости на угол, равный-15=5На параллельном длинной оси карьера борту сразу же за контуром отсыпают внешние отвалы с углом откосак карьеру в 8 ф; Согласно. формулы 19)принимають =40 м. Отвалы, направление потока и внешняя его граница вкарьере при осуществлении способапоказаны на Фиг,З пунктиром,Расчеты количеств воздуха, участвующего в проветривании, показывают,что естественный динамический воздухОобмен карьера в этом случаеулучшится на 30,Оптимальную высоту отвалов с углом откоса к карьеру не более 8 вьюбирают в каждом конкретном случаес учетом получения максимальной эффективности по.интенсификации естественного динамического проветриваниякарьера, наличия свободных прикарьерныхплощадей и экономическихсоображений. Отвалы создаются из пус.тых вскрышных) пород обычными спо-.собами отвалообразования с использованиеМ бульдозеров или отвалообразователей эа 2-5 лет. Их завершениедолжно быть приурочено ко временинаступления неблагоприятных условийпо Фактору естественного воздухообмена карьера..Использование предлагаемого изобретения позволяет интенсифицироватьестественное динамическое проветривание карьера.Отсыпка таких оФвалов одновременно с улучшением проветривания карьера обеспечит значительное снижениезатрат на их рекультивацию, а такжепозволит проводить ее параллельнос ГорнЫми работами по добыче полезного ископаемого.1,1025899Составитель В. БарановРедактор Л. Филь Техред О, Неце Корректор А. ИльинЗаказ .5311 Тираж 444 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4