Russian Federation
A recirculating scheme of quarry ventilation has been examined. A calculation of the recirculating scheme of a quarry gas interchange employing Karman´s integral method, allowing to account for the parameters of the developed cavity (the angles of leeward and windward sides, their configuration, the size of the bottom, etc.), using the geometry function of the quarry, has been referred. Analytical dependencies for calculation of aerodynamic parameters of the recirculating ventilation scheme (air currents velocity, limits of the boundary layer, circulating air volume, etc.) have been determined. The proposed calculation method allows evaluating the natural state of gas interchange in quarries at various stages of mining operations, which is the basis for the estimation of atmospheric pollution and the development of necessary ventilation techniques.
open-pit mining (quarry), recirculating scheme of quarry ventilation, geometry of a quarry, boundary layer, limits of boundary layer.
1. Введение
С развитием открытой разработки полезных ископаемых, на долю которой приходится до 80% объемов продукции, увеличиваются размеры карьеров, их глубина достигает 500–700 м. Ведение вскрышных и добычных работ (буровзрывных, когда количество одновременно взрываемых веществ достигает сотни тонн, погрузочно-транспортных с применением мощных карьерных экскаваторов и автосамосвалов и др.) сопровождается значительным пылегазовыделением и превышением предельно-допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочих зон. Растет нагрузка на окружающую воздушную среду. В последние годы отмечаются случаи аэрологических ситуаций, при которых возникает необходимость прекращения работ в отдельных карьерах продолжительностью до 15–20% годового времени, что влечет значительный экономический ущерб и повышение опасности ведения горных работ [1–3].
Ослабленная скорость ветра для большинства горнодобывающих районов страны наблюдается в течение 35% годового времени, наличие инверсионного и близкого к нему состояния атмосферы значительно затрудняет воздухообмен в выработанном пространстве и приводит к отмеченным ситуациям. Для нормализации атмосферы карьера наиболее важен естественный воздухообмен.
1. Morin A.S. The justification of the deep quarry pipeline ventilation technology. The dissertation of the Doctor of Engineering. Krasnoyarsk. 2011. 211 pp. (in Russian)
2. Silaev V.V. The problems of the aerology of quarries. Gorny zhurnal [mining journal]. 1994, I. 3, pp. 52-54. (in Russian)
3. Konorev M.M., Nesterenko G.F., Pavlov A.I. The ventilation and the dust-and-gas suppression in the atmosphere of quarries. Ekaterinburg, IGD UrB RAS Publ., 2010. 440 p. (in Russian)
4. Ushakov K.Z., Silaev V.V., Starostin I.I. Of the influence of quarry geometry on free jet parameters. The news of higher educational institutions. Gorny zhurnal [mining journal]. 1974, I. 5, pp. 15-19. (in Russian)
5. Abramovich G.N. The theory of turbulent jets. Moscow, Ekolit Publ., 2011. 715 p. (in Russian)
6. Schlichting G. Boundary layer theory. Moscow, Nauka Publ., 1974. 712 p. (in Russian)
7. Loytsyanskiy L.G. Fluid and gas mechanics. Moscow, Dropha Publ., 2003. 846 p. (in Russian)
8. Starostin I.I., Bondarenko A.V. The intensification of the aeration of quarries with the application of guide vanes. Nauka i obrazovanie. MSTU named after N.E. Bauman. Electronic journal. 2013, I. 6. Available at: http://technomag.edu.ru/doc/577364.html (accessed 15 July 2013). (in Russian)
9. Starostin I.I., Bondarenko A.V. The airing of quarries by jet fans in a complex with an aeration device. Nauka i obrazovanie. MSTU named after N.E. Bauman. Electronic journal. 2015, I. 1. Available at: http://technomag.edu.ru/doc/755210.html (accessed 15 February 2015). (in Russian)
10.
