Введение к работе
Актуальность работы. На поверхностных комплексах угольных предприятий (шахт, разрезов, обогатительных фабрик, тепловых электростанций) конвейерный транспорт получил широкое распространение благодаря преимуществам перед другими видами транспорта: высокой производительности, простоты, надежности и др. Однако при его работе выделяется значительное коліпество пыли, особенно в местах перегрузки, что оказывает вредное влияние на работающих. При этом доля пыли от этого источника составляет от 30 до 80% общего выделения пыли по технологической цепочке.
Применение орошения на перегрузочных пунктах конвейеров требует значительных расходов воды, малоэффективно и возможно только при положительной температуре. Более эффективен в этих условиях сухой способ пылеулавливания.
Получившие широкое распространение на высокопроизводственных конвейерных лішиях (до 5000 т/ч) системы аспирации с улавливанием пыли в циклонах не обеспечивают необходимой эффективности, выбрасывая в атмосферу воздух с концентрацией
пыли 2,10"3 кг/м5 и более. Кроме того, они являются весьма энергоемкими.
Уловленная сухим способом пыль скапливается в бункере, из которого, как правило, периодически выгружается на конвейер, и на следующем перегрузочном пункте вновь выделяется в окружающую среду, загрязняя ее практически в тех же объемах. Технических решений утилизации уловленной пыли в угольной промышленности нет. Спектральный анализ группы угольных предприятий показал, что в уловленной пыли могут находиться такие элементы, как Мп, Ва, Сг, Ті в концентрациях, соизмеримых с содержанием их в естественных рудах, т.е. уловленная с помощью сухого способа пыль может служить исходным сырьем для их получения. Все это указывает на необходимость дальнейшего совершенствования систем сухого пылеулавливания и решения вопроса утилизации уловленной угольной пыли с целью исключения ее вторичного выделения. Разработка указанных
проблем является актуальной и требует проведения специальных научных исследований.
Целью работы является разработка новых технических решений, обеспечивающих повышение эффективности сухого пылеулавливания на перегрузочных пунктах, и утилизации уловленной угольной пыли в непылящем агрегатом состоянии.
Идея работы заключается в локализации источника образования пыли при перегрузке горной массы с одного ленточного конвейера на другой, использовании энергии перегружаемого материала и многократной очистке запыленного воздуха с помощью центробежного аппарата сухого пылеулавливания в рециркуляционной схеме укрытия с обводным каналом, а также в дальнейшем переводе уловленной пыли в непылящее состояние.
Методы исследований включают в себя анализ и обобщение научно-технической литературы по рассматриваемым вопросам, теоретическое обоснование процеессов сухого улавливания, гранулирования и пастирования угольной пыли, лабораторные и промышленные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики с применением ПЭВМ.
Основные научные положения, выносимые на зашиту:
установлено, что процессы сухого пылеулавливания, гранулирования и пастирования являются физико-механическими и повысить их эффективность возможно с помощью водных растворов связующих веществ и пластификаторов определенной природы;
основные требования к связующим составам, предусматривающие взаимодействие "вяжущих" веществ и пластификаторов с пылящим материалом в результате свободного окатывания на тарели гранулятора, при котором образуются досточно прочные угольные гранулы или стабильные во времени пасты;
с целью достижения предельно допустимых концентраций пыли предложены методики расчетов основных параметров более эффективного оборудования сухого улавливания (центробежный аппарат) и утилизации (тарельчатый гранулятор), предложены пылеулавливающие составы на основе клеев карбоксиметилцел-люлоэы (КМЦ) и поливинилового, бентонита и др., разработана технология сухого улавливания и утилизации уловленной пыли в пиле гранул и паст.
Досторерность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
результатами теоретических исследований процессов сухого пылеулавливания, гранулирования и пастнрования и достаточным объемом лабораторных и промышлешгых испытаний;
удовлетворительной сходимостью результатов лабораторных и промышленных экспериментов с выводами теоретических исследований (с погрешностью ±12% при степени надежное 0,95);
результатами апробации разработанных рекомендаций по сшгжеишо запыленности воздуха в рабочих зонах;
получением достаточно прочных механических угольных гранул и стабильных угольных паст.
Научное значение работы заключается в применении физико-механического подхода к количественному и качественному описанию процессов сухого пылеулавливания, а также жидкостного граігулирования и пастированшг веществами различной природы и в выборе оптимальных составов с учетом их физико-химических свойств.
Практическая ценность работы заключается в разработке методик расчета основных параметров и создании оборудования сухого улавливания и утилизащш пыли, разработке оптимальных составов для связывания уловленной угольной пыли на основе водных растворов (эмульсий) высокомолекулярных соединений (ВМС) и разработке технологии получения граігул и паст.
Реалнзатст результатов исследования. Разработанная технология сухого пылеулавливания перегрузочных пунктов ленточных конвейеров внедрена на шахте им. В.И.Лешша ПО "Ростовуголь", в Луганской области - на коксохимическом и асфальто-бетонных заводах, а также на заводе стройконструкций, на шахте "Украина" ПО "Луганскуголь". Технология сухого пылеулавливания и утилизации угольной пыли внедрена на ЦОФ "Несветай" ПО "Ростовуголь". Разработаны проекты применения этой технологии и изготовлено оборудование для разрезов "Восточный" ПО "Экибастузуголь" и "Березовский-1" ПО "Красноярскуголь".
Апробашм работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях (г. Новошахтинск Ростовской обл., 1991 г., г. Алчевск Луганской обл., 1991-1992 гг.: г. Ижевск, 1992 г); технических совещаниях шахт
им.Ленина, "Украина", ЦОФ "Несветай", металлургического комбината и коксохимического завода (1993-1995 гг.); заседании школы-семинара по проблемам безопасности жизнедеятельности (г.Туапсе, 1994 г.); научных семинарах лаборатории борьбы с пылью на угольных шахтах и разрезах отделения рудничной аэрологии и борьбы с внезапными выбросами ИГД им. А.А.Скочинского (гЛюберцы, 1994-1995 гг.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 152 страницах машинописного текста, и содержит 53 рисунка, 8 таблиц, список литературы из 106 наименований и 17 приложений.
