Образуване на прах по време на масивни експлозии

Аерологията на кариерите е клон на науката за добив, който описва свойствата на атмосферата на кариерите и процесите, протичащи в нея. Целта на откритата аерология е да създаде научни основи и средства за подобряване на атмосферата в откритите ями. За целта е необходимо да се решат следните основни задачи: разработване на методи и средства за потискане на опасностите в местата на тяхното формиране и изолиране; използване на природни сили и фактори за засилване на естествената вентилация на кариерата; разработване на методи и средства за изкуствена вентилация на кариери. При решаването на тези проблеми се използват постиженията на редица свързани науки, преди всичко метеорология, аеромеханика и термодинамика. От метеорологията те използват законите на земната атмосфера, изчисляването на слънчевата радиация, прогнозата за времето и пр. От аеромеханиката - законите на аеростатиката, теорията на турбулентното движение на въздуха, особено теорията на свободните струи, законите на дифузията на газа и механиката на аерозолите. От термодинамиката - законите на топлопреминаването. Аерологията на кариерите също е тясно свързана с механиката на турбомашините и по-специално на авиационните двигатели, използвани за създаване на кариерни вентилационни устройства. За подобряване на атмосферата в кариерите е необходимо да се спазват санитарно-хигиенните стандарти за съдържанието на вредни газове и прах във въздуха, както и стандартите за микроклимата в кабините на минното оборудване, разработени от здравето на труда. Както всяка естествена наука, откритата аерология широко използва основните закони на физиката и химията, математическите методи за описание на процесите. И накрая, трябва да се отбележи връзката между аерологията на отворените ями и технологията на добив в открити ями. Технологията за добив оказва значително влияние върху състоянието на атмосферата в кариерата. В същото време задачите за подобряване на последната поставят и определени изисквания към технологията, които в някои случаи могат да бъдат решаващи.

Значението на откритата аерология се определя преди всичко от необходимостта да се осигурят здравословни атмосферни условия за миньорите в открития рудник. В този смисъл тя трябва да се разглежда като клон на защитата на труда в минното дело. В същото време през последните години откритата аерология става все по-важна от гледна точка на технологията, от една страна, до известна степен определяща технологията на минните операции, а от друга, в някои случаи самата възможност за провеждане тях. Масивните експлозии в кариерите са най-големите периодични емисии на прах. В тази тестова работа ще разгледаме системите за събиране на прах и потискане на праха при този тип разрушаване на скалните маси.

Характеристика на настоящия етап от развитието на минните операции в открития карьер е високата концентрация и интензификация на всички технологични процеси, свързани с добива и преработката на минни суровини. Отбелязаното е придружено от усложняване на процеса на вентилация на минираната зона на открития карьер, влошаване на условията на работа по отношение на праховите и газовите фактори, отрицателното въздействие върху околната среда.

Основните източници на образуване на прах и газ в кариерата са сондажни и взривни операции (до 35%), товаро-транспортни операции и натрупан прах в кариерата. Отделянето на токсични газове се причинява от масивни експлозии в кариера (до 60%) и експлоатация на технологични превозни средства при транспортиране на взривената скална маса до сметища, трошачни и прехвърлителни пунктове, както и до складове за руда за различни цели.

Интензивността на образуването на прах и газ по време на сондажни и взривни операции в кариера зависи от много фактори, основните от които са физико-механичните свойства на скалите и тяхното изрязване, методи за пробиване на взривни дупки, обхвата на използваните взривни вещества, видове на използваните пробивни материали, методи за взривяване (на избрания наклон на стенда или в затегната среда), времето на производство на масов взрив, метеорологичните условия по време на масовия взрив и др.

По време на масивни експлозии (100-250 тона) възникват мощни прахови емисии. По време на масивна експлозия прахов облак се хвърля на височина 150-300 м, като в своето развитие той може да достигне височина 16 км и да се разпространи по посока на вятъра на значителни разстояния (10-14 км).

Изход от тази ситуация трябва да се търси чрез разработване на нови методи за потискане на праха в минно-преработвателно предприятие, тъй като от количеството вещества, излъчвани в околната среда, прахът е основният замърсител, заедно с въглеродния окис.