Тенденция развития открытых горных работ, как в нашей стране, так и в мире, свидетельствует о постоянном увеличении глубины карьеров, что предопределяет ухудшение условий воздухообмена в них.
Особенностью современного этапа развития горных работ в карьере является высокая концентрация и интенсификация всех технологических процессов, связанных с добычей, транспортировкой и переработкой железорудного сырья. Эти процессы сопровождаются усложнением проветривания выработанного пространства карьера, ухудшением условий труда по пылевому и газовому факторам, негативным воздействием на окружающую среду.
В связи с увеличением глубины карьера одной из основных проблем при разработке месторождений открытым способом становится обеспечение нормальных санитарно-гигиенических условий в атмосфере карьера, гарантирующих безопасную и высокопроизводительную работу.
Анализ опыта работы горных предприятий показывает, что недооценка роли атмосферных условий, складывающихся в карьерном пространстве, приводит к значительным экономическим потерям и отрицательно влияет на здоровье горнорабочих.
Влияние опасных воздействий вредных температуры, газов и пыли, образующихся в атмосфере карьера в процессе технологических работ на условия труда, диктует необходимость решения таких важных технических и социальных задач, как разработка средств по их нейтрализации, а также разработку схем по осуществлению метода нормализации атмосферы в рабочих зонах на глубоких горизонтах карьера.
При накоплении вредных газов и пыли выше ПДК в застойных зонах карьеров согласно ЕПБ необходимо применять способы и средства по нормализации атмосферы застойных зон карьеров или в противном случае возникает необходимость прекращения производства горных работ.
Одним из путей решения вопросов по нормализации атмосферы рабочих зон глубоких карьеров является использование мелкодисперсного аэрозоля в качестве тепло- и массообменного реагента для искусственного процесса вентиляции застойных зон. Это позволит создать экологически чистые рабочие места на нижних горизонтах глубоких карьеров, не дожидаясь глобального решения проблемы создания экологически чистых технологий и техники.
Расчетно-аналитическими и экспериментальными исследованиями установлено, что для интенсификации воздухообмена в карьере целесообразно использовать установки импульсного мелкодисперсного орошения, используя двойной эффект: понижения температуры, проветривая загазованные рабочие зоны и очищая их от вредных веществ с помощью мелкодисперсного аэрозоля, свободно витающего в пространстве.
Применение установок ИМДО типа УСТИМОР позволит производить внутрикарьерные технологические работы на глубине свыше 500 метров с применением автотранспортной системы доставки. В случае игнорирования разработки системы по нормализации атмосферы рабочих зон и участков в глубоких карьерах, все чаще будет наблюдаться повышение загазованности атмосферы карьера с увеличением времени и частоты простоев.
Разработка схем оптимального расположения оросительных установок как при нормализации атмосферы рабочих зон глубоких карьеров, так и при производстве массовых взрывов является важным фактором, влияющим на эффективность процесса интенсификации воздухообмена и гидрообеспыливания в целом.
Установка импульсного мелкодисперсного орошения также может быть использована для подавления взметываемой и витающей пыли на хвостохранилищах, для закрепления пылящих поверхностей.
Наибольший вклад в загрязнение атмосферы выбросами пыли вносят неорганизованные открытые источники пылевыделения, основными из которых являются пылящие поверхности техногенных массивов (до 40 %). Техногенные массивы характеризуются большими площадями и нарушенной поверхностью, на которой под воздействием атмосферных условий происходят процессы пылеобразования (в сутки с 1 га— от 2 до 5 т пыли), способствующие распространению пыли на большие расстояния.
Для закрепления пылящих поверхностей техногенных массивов предлагается использовать органическое, экологически чистое, поверхностно – активное вещество антипыльный реагент, представляющее собой водный раствор глицеринового гудрона. Путем нанесения его на пылящую поверхность автодорог с помощью поливочного оборудования. Для нанесения антипыльного реагента на поверхность пылящих поверхностей отвалов и хвостохранилищ предлагается разработанная модульная установка импульсного мелкодисперсного орошения типа УСТИМОР.
Нами предлагается к использованию в качестве экономичного, передвижного средства по обезпыливанию пылящих поверхностей и запыленных объемов установка импульсного мелкодисперсного орошения «УСТИМОР». Установка характеризуется безмашинным преобразованием энергии. Вода или иная суспензия в атмосферу вытесняется расширяющимися газами, образующимися при сжигании в водо -воздушно- напорном аппарате сжатой топливной смеси. Высокие давления выплеска получаются при сравнительно низких удельных затратах энергии.
Параметры работы установки могут быть разные, в зависимости от поставленных целей и задач: например, при объеме выброса воды в 650 кг. происходит орошение поверхности мелкодисперсным аэрозолем в виде оседающей мороси; при этом дальность полета струи составляет от 120м до 200 м. Сектор орошения регулируется по программе. Выброс воды происходит за 10-12 с. Полный цикл от заправки водой до выброса происходит за 2 – 10 минут в зависимости от поставленной задачи и мощности подводящих коммуникаций. За один час работы установка импульсного мелкодисперсного орошения может выбросить в атмосферу в виде мороси от 10 до 30 тонн воды, в зависимости от поставленных задач.
Для закрепления пылящих поверхностей в воду подаются поверхностно-активные добавки, которые связывают пылящую поверхность, предотвращая процесс пыления, а орошая запыленные объемы, капли воды вымывают из атмосферы частицы пыли, очищая атмосферу и улучшая воздухообмен. Это приводит к существенному изменению микроклимата в зоне работы установки, что снижает распространение вредных выбросов, а также снижает распространение пыли с пылящих поверхностей и очагов неорганизованных выбросов, которые происходят при выгрузке больших объемов отходов и на перегрузочных пунктах. Эта установка прошла успешные испытания в 2020…2021 годах и готова к промышленным работам как для пылеподавления, проветривания в карьерах, так и для закрепления пылящих участков.