!!! ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 1 Аэрология горных предприятий 2018. Аэрология горных предприятий

• Название: Аэрология горных предприятий
• Дата: 29.10.2019
• Размер: 1 Mb.
• Имя файла: !!! ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 1 Аэрология горных предприятий 2018.doc
• Тип: Практическая работа; #92511
• страница: 1 из 2

Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВО Иркутский национальный исследовательский технический
университет

Институт Недропользования

Кафедра: Разработка месторождений полезных ископаемых

Определение схемы естественного проветривания и количества воздуха, осуществляющего проветривание карьера
Практическая работа № 1
по дисциплине «Аэрология горных предприятий»
Выполнил: ст. гр. ……….

Ф.И.О. _______________

(роспись)

_____________________

(дата)
Проверил преподаватель:

Нечаев К.Б. ___________

(роспись)


Иркутск 2018 г

Цель работы является формирование у обучающихся навыков по определению схемы естественного проветривания и количество воздуха осуществляющего проветривание карьера.
Номер варианта

Исходные данные:

В – Длина карьера в направлении движения ветра, м;

L – Размер карьера на уровне поверхности в направлении перпендикулярном к движению ветра, м;

β₁= β₂= β₃– ширина дна на каждом этапе отработки карьера, м;

l – ширина дна карьера в направлении перпендикулярном к движению ветра, м;

V_o – скорость ветрового потока на поверхности м/с;

Н – глубина карьера, м;

β_п = β_н – соответственно, углы откосов подветренного и надветренного бортов карьера, град.
Краткие теоретические сведенья
Состав атмосферы в карьере следует оценивать по этапам его отработки, определяемым схемами естественного проветривания. Эти этапы должны устанавливаться, исходя из характерных для каждого изменения ветровых схем проветривания карьера в связи с тем, что: а) для подавляющей территории России ветер является основным естественным вентиляционным фактором; б) ветровые схемы и их эффективность определяются параметрами карьера (размерами в плане, углами откосов бортов и т.п.); в) хотя эффективность тепловых схем и зависит от параметров карьера, однако условия их возникновения обусловлены тоже метеорологическими элементами.

Таким образом, базой для установления основных этапов отработки карьера являются прямоточная, рециркуляционная, рециркуляцо-прямоточная и прямоточно-рециркуляционные схемы естественного проветривания. В основу их классификации положена аэродинамическая характеристика движения воздуха в карьерах, возникающая при действии ветра с учетом основных параметров открытых горных разработок, к которым в данном случае относятся: L – размер карьера на уровне поверхности в направлении, перпендикулярном к движению ветра; В – длина карьера в направлении движения ветра;_ – относительная длина карьера в направлении движения ветра; Н – глубина карьера; βп и βн – соответственно, углы откосов подветренного и наветренного бортов карьера.

Параметры карьера, определяющие ветровую схему его проветривания, представлены в табл. 1., структура воздушных потоков при прямоточной, рециркуляционной, рециркуляционно-прямоточной и прямоточно-рециркуляционной схемах естественного проветривания – на рис. 1.

Таблица 1 – Схемы естественного проветривания, возникающие при различных геометрических параметрах карьерного пространства

Рециркуляционная	при  < 5÷6 и β>15o
Прямоточная	при любых В и H, β≤15o и равномерной отработке уступов подветренного борта
Рециркуляционно-прямоточная	при  < 8÷10 и β>15o
Прямоточно -рециркуляционная	при любых В и H, β>15o и неравномерной отработкой его нижних уступов

Рисунок 1. Структура воздушного потока при: а – рециркуляционной; б – прямоточной;
в – рециркуляционно-прямоточной; г – прямоточно - рециркуляционной схемах естественного проветривания карьера
Основные этапы отработки карьера, исходя из схем его естественного проветривания могут устанавливаться графическим и аналитическим способами. Графический способ хотя и более трудоемок по сравнению с аналитическим, однако он более нагляден. Для решения этой задачи на плане карьера в отрабатываемом проектном контуре строятся характерные вертикальные профили, проходящие через его глубокую часть (рис. 2). Критерием оценки эффективности проветривания является безразмерная величина:

_, м (1)

где Н_гр. – глубина расположения точки встречи внешней границы турбулентной струи с подветренным бортом карьера при его отработке до проектной глубины, м; Н – глубина карьера на рассматриваемом этапе.


Рисунок 2. Схема к определению основных этапов отработки карьера в зависимости от эффективности его естественного проветривания: I, II и III — этапы разработки
Из рис. 2 и формулы (1) следует, что при различном сочетании Н_гр и Н величина Н может иметь разные значения в диапазоне 0≥ Н ≤ 1. Исходя изэффективности естественного проветривания с учётом влияния вредных примесей на уровень загрязнения атмосферы карьера, основные этапы его отработки соответствующим глубинам, определяемым величиной Н: первый этап – Н > 0; второй – 0,5 > Н > 0; третий — Н < 0.Таким образом, предельная глубина отработки карьера на первом этапе Н₁= 0,5 Н_гр, на втором Н₂= Н_гр, на третьем Н₃> Н_гр.

На первом этапе отработки объем ОАБКО (рис. 2) проветривается по прямоточной (при βп ≤ 15°) или рециркуляционно-прямоточной схеме (при βп > 15°). При этом его большая часть находится в зоне действия прямых потоков воздуха, а рециркуляцией охвачен сравнительно небольшой объем (ОАС'О), примыкающий к подветренному борту карьера. Вследствие этого загрязнения атмосферы не возникают или их уровень незначителен, а скорости воздушного потока у поверхности уступов и дна карьера при среднегодовой скорости ветра U₀, как правило, больше 0,5 U₀, что обеспечивает достаточно эффективное проветривание отдельных рабочих мест.

На втором этапе отработки карьера объем ОВС//КО проветривается по рециркуляционно-прямоточной или рециркуляционной схемам. При этом его основная часть находится в зоне рециркуляции воздушных потоков. Вследствие этого загрязнение атмосферы карьера может достигать значительных уровней. При Н = Нгр скорости воздуха у поверхности уступов и дна карьера не превышают 0,5 U₀, что при средних годовых скоростях ветра 2 м/с и более может обеспечить вполне удовлетворительное проветривание отдельных рабочих мест.

На третьем этапе отработки карьера объем ОДЕКО проветриривается по рециркуляционной или рециркуляционно-прямоточной схеме. При этом возникают загрязнения атмосферы глубокой части карьера, а скорости воздушного потока у поверхности уступов и дна карьера, при среднегодовых скоростях ветра 2 м/с и более составляют менее 0,1—0,2 U₀, что недостаточно для эффективного проветривания рабочих мест. Особенно неблагоприятные атмосферные условия на этом этапе могут возникать при неравномерной отработке уступов шахтных горизонтов, приводящей к возникновению струй третьего рода.

Фактическая глубина карьера, соответствующая первому и второму этапам его отработки, при проектировании должна устанавливается с учетом розы ветров, исходя из среднего значения Н.

Количество воздуха, поступающего в карьерное пространство ос Q , определяется схемой проветривания (рис. 3).

Для прямоточной схемы проветривания, действующей на I и частично на II этапах отработки карьера, определяется по зависимости:

_, м/с (2)

Для рециркуляционной схемы проветривания, возникающей на II этапе отработки и действующей на III этапе отработки карьера¸ по зависимости:

_, м/с (3)

где Vо – скорость ветрового потока на поверхности карьера, м/с; L – размер карьера на поверхности в направлении, перпендикулярном движению воздушного потока, м; _– продольная проекция подветренного борта карьера на горизонтальную ось, м; _– горизонтальная проекция отрезка, соединяющего точку О отрыва ветрового потока с верхней кромки борта с точкой С примыкания наветренного борта к днищу карьера (согласно рис.1 – на II этапе отработки карьера – отрезок ОС), м.