Управление аэрогазодинамическими и тепломассообменными процессами при нормализации атмосферы карьеров (стр. 12 )

3. Установлено, что повышение эффективности аэрогазодинамических и тепломассообменных процессов при нормализации атмосферы карьеров с применением генераторов газовоздушных и многофазных турбулентных струй на основе ТВД достигается за счет оптимальных параметров входного коллектора («кольца») и кожуха («насадка»), применения конструктивных элементов и устройств – входных водораспылительных контуров, гидравлических бесфорсуночных и газовыводящщих сопел и систем – шумоглушения, сканирования струй и регулирования их степенью неизотермичности.

4. Теоретически установлено, что при оптимальных значениях - ширине кольца (Вк = 0,5Rв), глубине расположения винта в «насадке» (С = 0,654Rв) и длине «насадка» (кожуха Lн=3,6 Rв) достигается увеличение тяги системы «винт – насадок» и увеличение скорости, расхода воздуха в начальном сечении и дальнобойности на 50%. Результаты исследований подтверждаются промышленными экспериментами.

5. Лабораторными исследованиями процессов искусственного воздухообмена на моделях карьеров трубка «Мир», ЦГХК, НГМК, ССГОКа и комбината «Ураласбест» установлено, что применение перемещающихся турбулентных струй («динамические схемы») обеспечивает повышение эффективности на 25-30% за счет эффекта «перемежаемости» (наложение вихревых и турбулентных потоков). Результаты экспериментов подтверждены промышленными испытаниями средств и систем всесезонного пылегазоподавления на карьерах Урала, Казахстана и Забайкалья, а также удовлетворительной степенью сходимости (85%) результатов лабораторных и промышленных экспериментов (карьер ЦГХК).

6. На базе разработанных теоретических основ аэрогазодинамических и тепломассообменных процессов, происходящих при массовых взрывах, установлено, что пылегазовое облако (ПГО) формируется и поднимается как изотропный осесимметричный «термик» (пузырь) до уровня конвекции zк за время . При этом изменение температурного перегрева, скорости и времени подъема описываются соответственно – линейно-гиперболической, гиперболически-тригономет-рической и тригонометрической зависимостями.

7. Теоретически установлено, что после уровня конвекции происходит диффузионное рассеяние и распад ПГО. При этом увеличение относительного радиуса (объема) и уменьшение относительной концентрации вредных примесей во времени характеризуются соответственно – параболической и гиперболической зависимостями. Критическая скорость ветрового потока или турбулентной струи, достаточная для рассеяния ПГО пропорциональна корню квадратному из частного от деления коэффициента диффузии на время достижения облаком уровня конвекции.

8. Для расчета параметров зон возможного загрязнения (ЗВЗ) прилегающих к карьерам территорий установлены новые закономерности процессов рассеяния, распада ПГО и оседания вредных примесей, а также влияния многофазных турбулентных струй на эти процессы.

9. Установлено, что по сравнению с инверсионной стратификацией в атмосфере карьера при изотермии происходит увеличение уровней выравнивания температур и конвекции на 60% и объема в 2,2 раза. Эти обстоятельства определяют необходимость создания искусственными способами и средствами температурной инверсии в атмосфере карьеров.

10. На базе разработанных теоретических основ аэрогазодинамических и тепломассообменных процессов, происходящих при формировании, развитии и распаде ПГО во влажной стратифицированной атмосфере карьеров, установлено, что за счет предварительной обработки зоны взрыва и последующего активного воздействия на ПГО многофазных струй турбовентиляторов в облаке и атмосфере создается искусственная инверсия. Тем самым предотвращается выход облака за пределы карьера и создаются условия для его активного подавления с применением мощных генераторов многофазных струй. Реальная возможность активного подавления ПГО с применением генераторов осадков на базе ТВД подтверждается промышленными экспериментами на карьере ЦГХК.

11. Установлено, что существенное влияние на изменение виртуальных характеристик – температурного перегрева, скорости и времени подъема ПГО во влажной инверсионной стратифицированной атмосфере, определяющих основные параметры ПГО (уровень конвекции, объем, концентрацию вредных примесей) оказывает инверсионный температурный градиент, искусственно создаваемый генераторами осадков на базе ТВД. Искусственное формирование в атмосфере карьеров и ПГО температурной инверсии многофазными струями при положительных температурах приводит к уменьшению уровней выравнивания температур и конвекции на 40% и увеличению времени подъема до этих уровней на 60%.

12. Разработанные с непосредственным участием автора средства и системы всесезонного пылегазоподавления на базе ТВД прошли промышленные испытания на карьерах Урала (ГБРУ НТМК, комбината «Ураласбест», Казахстана (ЦГХК), Средней Азии (НГМК, карьер «Мурунтау») и Забайкалья (ПГХК и Заб. ГОК). Внедрение систем искусственного воздухообмена и всесезонного пылегазоподавления с применением генераторов осадков НК-12КВ-1М позволило за счет нормализации состава атмосферы отработать запасы руды на двух уранодобывающих предприятиях (ЦГХК и ПГХК) и получить экономический эффект в размере 330 тыс. руб. в год (в ценах 1990 г.).

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Нестеренко процессов активного подавления пылегазового облака при массовых взрывах в карьерах / // Известия ВУЗов. Горный журнал. – 2004. – № 2. – С.33-38.

2. А. с. 1756579 СССР. МКИ5 Е 21 F 1/00. 5/02. Устройство для пылегазоподавления в карьерах / , , (СССР). – № 000/03; Заяв.16.04.90, опубл. 23.08.92. – Бюллетень изобретений. – 1992. – № 31.

3. Нестеренко для исследования аэродинамических параметров струй карьерных вентиляторов / // Межвузовский сборник «Вентиляция шахт и рудников». Вып. 9. – Л.: – 1982. – С.45–47.

4. А. с. 1271979 СССР. МКИ4 Е 21 F 1/00. Способ проветрива­ния карьеров /, , (СССР). – № 000/22-03; Заяв. 15.02.84; опубл. 23.11.86. – Бюллетень изобретений. – 1986. – № 43.

5. Нестеренко оценка карь­ерных вентиляторов на базе авиационных газотурбинных двигателей / Нестеренко Г. Ф., Конорев М. М. // Наземное применение авиадвигателей в народном хозяйстве: Мате­риалы межотраслевой выставки. – М.: ВИМИ. – 1977. – Вып. 2(4). – С.15-17.

6. Нестеренко опыт в области разработки средств и систем экологического мониторинга воздушной среды в атмосфере карьеров и прилегающих к ним территорий // Известия ВУЗов. Горный журнал. – 2007 – № 3 –С.60-64.

7. Нестеренко процессов оседания вредных примесей при подъеме пылегазового облака (ПГО). / // Сб. научных трудов «Аэрология» по материалам симпозиума «Неделя горняка–2007». Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. – 2007.– № 0В12. –С.161–166.

8. . Исследование и обоснование параметров модульного карьерного вентилятор ВОКМ‑4‑2500./, // Горный информационно‑аналитический бюллетень. – 2000. – № 5. – С.206–208.

9. Конорев процессов пылегазоподавления в карьерах при производстве массовых взрывов / , // Горный информационно‑аналитический бюллетень. – 2000. – № 7. – С.81–83.

10. Конорев рабочих характеристик и рациональных режимов эксплуатации турбовинтовых двигателей (ТВД) карьерных вентиляторов / , // Горный информационно‑аналитический бюллетень. – 2000. – № 6. – С.209–211.

11. Конорев санитарно-гигиенических характеристик турбовинтовых двигателей (ТВД) карьерных вентиляторов. / , // Горный информационно‑аналитический бюллетень. – 2000. – № 3. – С.188-190

12. Конорев эффективности средств пылегазоподавления в карьерах при различных атмосферных условиях. / , // Горный информационно‑аналитический бюллетень. – 2000. – № 7. – С.83-87.

13. К решению проблемы нормализации атмосферы глубоких кимберлитовых карьеров. / , , // Актуальные проблемы разработки кимберлитовых месторождений: современное состояние и перспективы решения: Сб. докл. Международ. научно‑практич. конф. Мирный–2001: – Мирный: ЯКУТНИПРОАЛМАЗ. – 2001. – С.117-122.

14. Конорев вертолетного винта в качестве ротора карьерного вентилятора. / , , // Горный информационно‑аналитический бюллетень. – 2002. – № 4. – С.196-198.

15. Конорев выбора схем проветривания и режимов работы систем вентиляции карьеров. / , // Горный информационно‑аналитический бюллетень. – 2002. – № 4. – С.73–76.

16. Конорев аспекты процессов формирования и подъема пылегазового облака при массовых взрывах в карьерах. / , // Горный информационно‑аналитический бюллетень. – 2002. – № 9. – С.88-91.

17. К вопросу снижения негативного воздействия на окружающую среду массовых взрывов в карьерах. / , // Горный информационно‑аналитический бюллетень. – 2005. – № 1 – С.109-113.

18. Конорев и пылегазоподавление в атмосфере карьеров. / , – Екатеринбург: ИГД УрО РАН. – 2000. – 312 с.

19. Конорев для проветривания карьеров. /, , // Патент на изобретение РФ № 000. – 2001.

20. Конорев исследования процессов подъема пылегазового облака при массовых взрывах в карьерах. / , // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2002. – № 4. – С.198-201.

21. Конорев процессов восстановления естественного воздухообмена, кондиционирования воздуха и пылегазоподавления в атмосфере карьеров. / , // Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр: Материалы 2-й международ. конф-ции. – М.: Изд-во РУДН. – 2003. – С.321-327.

22. Конорев исследования процессов взаимодействия пылегазового облака (ПГО) и воздушно‑газожидкостных струй при массовых взрывах в карьерах. / , // Горный информационно‑аналитический бюллетень. – 2003. – № 8. – С.76-79.

23. Конорев ‑экономическая характеристика средств нормализации атмосферы карьеров. / , // Геотехнологические проблемы комплексного освоения недр: Сб. науч. тр. ИГД УрО РАН. Вып. 2 (92). – Екатеринбург. – 2004. – С.231-244..

24. А. с. 1457517 СССР, МКИ4 Е 21 F 5/02. Способ пылегазоподавления / , , Страшников 0.Г., , (СССР). – № 000/22-03; Заяв. 13.04.87; опубл. 07.02.89. – Бюллетень изобретений. – 1989. – № 5. – С.259.

25. О возможности повышения эффективности процессов пылегазоподавления в карьерах // Проблемы предотвращения загрязнения воздушного бассейна при открытой разработке железных руд: Докл. Всесоюз. науч.-техн. семинара (Кривой Рог, 16-18 октября 1990). – М.: Черметинформация. – 1990. – С.17-20.

26. А. с. 1195014 СССР. МКИ4 Е 21 F 1/08. Карьерный турбовентилятор /, , (СССР). – № 000/22-03; Заяв. 19.03.84; опубл. 30.11.85. – Бюллетень изобретений. – 1985. – № 44.

27. Конорев испытания системы искусственной вентиляции на базе авиадвигателей НК-12МВ. / ,, и др. // Наземное применение авиадвигателей в народ­ном хозяйстве: Материалы межотраслевой науч.-техн. конф. – М.: ВИМИ. – 1981. – Вып.2. - С.57-62.

28. Конорев конструктивных параметров карьерных вентиляторов-оросителей НК‑12 КВ / , , и др. // Наземное применение авиадвигателей в народном хозяйстве: Материалы межотраслевой выставки.– М.: ВИМИ. – 1981. Вып.2. – Ч.2. - С.63-70.

29. Конорев особенности и технико-экономические показатели карьерного вентилятора-оросителя НК-12 КВ-1М / , , и др. // Горный журнал. – 1981. – № 6. – С.43–46.

30. A new Soviet ventilator - hamidifier opencast mines // Mining Magazine. - 1981. – Vol. 145. – № 6. – Р.505. – M. Konorev et al, Gornyi Zhurnal. № 6. 1981, рp. 43–46.

31. Конорев ­ние параметров струй и эффективности схем проветривания карьеров при работе вентиляторов в динамическом режиме. / , , // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 1982. – № 1. – С.64-69.

32. Конорев ­нование проектных решений при разработке системы искусственной вентиляции и пылегазоподавления карьера трубки "Мир" / , Н, и др. // Горный журнал. – 1984. – № 9. – С.57-59.

33. Конорев режимов пылегазоподавления в атмосфере глубоких карье­ров с помощью вентиляторов-оросителей. / , Нестеренко Г Ф., , // Техническое перевооруже­ние железорудных карьеров: Сб. научн. тр. ИГД МЧМ СССР, № 86. – Свердловск. – 1988. – С.74-79.

34. Конорев разработки в области карьерной аэро­логии / , // Проблемы безопасности при эксплуатации месторождений поле­зных ископаемых в зонах градопромышленных агломераций: Сб. докл. Междунар. симпозиум SРМ-95. – Пермь: ГИ УрО РАН. – 1995. – С.69-71.

35. Конорев процесса формирования пылегазового облака (ПГО) при массовых взрывах. / , // Горные науки на рубеже XXI века: Материалы Международной конфе­ренции. – Екатеринбург: УрО РАН. – 1998. – С.220-226.

36. Конорев эффективности средств пылегазоподавления в карьерах. / , // Сб. докл. Международной конференции по открытым и подземным горным работам. - М.: МГИ. – 1998. – С.53-56.

37. К обоснованию конструк­тивных параметров карьерных вентиляторов на базе авиационных турбовинтовых двигателей. / , // Проблемы геотехнологии и недроведе­ния (Мельниковские чтения): Докл. Междунар. конф. Т.2. – Екатеринбург: ИГД УрО РАН. – 1998. – С.218-227.

38. А. с. 508097 (СССР). МКИ2 Е 21 F 1/08. Карьерный турбовентилятор /, , (СССР). – № 000/03; Заяв. 30.09.74, опубл. 25.03.76. – Бюллютень изобретений. – 1976. – № 11. – С.160.

39. А. с. 596020 СССР, МКИ2 Е 21 F 1/08. Карьерный турбовентилятор / , , (СССР). – № 000/22-03; Заяв. 24.05.76; опубл. 28.02.78. – Бюллютень изобретений. – 1978. – № 8. – С.230.

40. А. с. 1023106 СССР. МКИ3 Е 21 F 1/08. Карьерный турбовентилятор / , , (СССР). – № 000/22-03; Заяв. 23.12.81; опубл. 15.06.83. – Бюллютень изобретений. – № 22.

41. Ventilating open pit mines during blasting // Mining Magazine. – 1973. –Vol.174. – № 8. – P.163. – S. S.Filatov et al Gornyi Zhurnal. – № 5. – 1973, pp.13–17.

42. Конорев процессов диффузионного рассеяния пылегазового облака (ПГО) / , // Сб. научных трудов «Аэрология» по материалам симпозиума «Неделя горняка–2007». Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. – 2007. – № 0В12. – С.154-160.

43. Конорев исследования качеств системы «винт – насадок» для карьерных вентиляторов. / , // Сб. научных трудов «Аэрология» по материалам симпозиума «Неделя горняка– 2007». Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. – 2007. – № 0В12. – С.92-100.