УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЫЛЯЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАМЫВНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ МАССИВОВ

Полезная модель относится к средствам экологической защиты окружающей среды на предприятиях минерально-сырьевого комплекса, а именно к устройствам, осуществляющим закрепление пылящих поверхностей намывных техногенных массивов связующим реагентом, и может быть использована для снижения пылевой нагрузки в районах расположения хранилищ отходов обогащения.
Известно устройство для противопылевого закрепления поверхности отвала дисперсных отходов (патент РФ №2045658, опубликован 10.10.1995 г.), включающее транспортное средство с установленным на нем распыливающим органом, выполненным в виде вентилятора и установленного под ним поддона-рассеивателя, и трубопровод для подачи закрепителя, выполненный с возможностью транспортирования закрепителя в виде гидросмеси, прикрепленный к нижней части поддона-рассеивателя.
Недостатками данного устройства являются: большой расход воды для приготовления гидросмеси заданной вязкости, отсутствие возможности обработки пляжей намывных техногенных массивов закрепителями, обладающими высокой вязкостью (битумная эмульсия, латекс и др.), невозможность использования данного устройства для обработки свеженамытых, обладающих слабой несущей способностью, пляжей хвостохранилища.
Известно устройство для закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ и отвалов горных пород (патент РФ №2175065, опубликован 20.10.2001 г.), содержащее раму, емкость с трубопроводами и соплами, средство для рыхления и каток с фторопластовым покрытием, при этом средство для рыхления выполнено в виде рядов вогнутых дисков, установленных на осях с возможностью изменения утла наклона осей к направлению движения устройства и с возможностью вертикального перемещения, сопла установлены на внутренних поверхностях дисков и осуществляют их очистку, а диски выполнены с загнутыми внутрь в виде лепестков краями, причем диски первого по ходу движения ряда установлены вогнутыми поверхностями наружу, а второго - внутрь.
Недостатками данного устройства являются: невозможность его использования для обработки свеженамытых, обладающих слабой несущей способностью, пляжей хвостохранилища, а также невозможность использования данного устройства при отрицательных температурах в силу замерзания и обледенения оросителей.
Известен способ пылеподавления на пляжах хвостохранилища и устройство для его осуществления (патент РФ №2272147, опубликован 20.03.2006 г.), принятый за прототип, где устройство пылеподавления на пляжах хвостохранилища, включает транспортное средство и смонтированные на нем емкость для реагента, насос, гидромонитор, который установлен с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом в качестве транспортного средства представлено плавсредство, например, понтонное, на палубе которого установлены насос, гидромонитор, узел с рабочим органом для прокладки канала в береговой полосе и автономная электростанция, к которой подключены приводы всех механизмов, рабочий орган установлен ниже линии осадки плавсредства с возможностью поворота в плоскостях, а емкость для связующего реагента снабжена дозатором. Устройство изначально устанавливают на зеркале воды хвостохранилища, затем направляют к берегу в сектор орошения, где рабочий орган прокладывает в береговой полосе канал, по которому плавсредство продвигается, в гидромонитор закачивают насосом воду из хвостохранилища, добавляют связующий реагент из емкости через дозатор и орошают пылящий участок, при этом рабочей средой и средой передвижения плавсредства является вода хвостохранилища.
Недостатками данного изобретения являются: трудоемкость его использования, связанная с необходимостью прокладки дополнительных обводненных каналов для перемещения устройства по всей площади хвостохранилища, отсутствие возможности оперативного реагирования в случае формирования на пляжах хвостохранилища очагов интенсивного пылеобразования в период неблагоприятных метеорологических условий, сложность использования в условиях территорий крайнего севера в связи с быстрым замерзанием как пруда отстойника хвостохранилища, так и каналов, предназначенных для перемещения данного устройства.
Техническим результатом является разработка устройства для закрепления пылящих поверхностей намывных техногенных массивов связующим реагентом, позволяющего осуществлять плановую обработку намывных пляжей хвостохранилищ непосредственно после окончания намыва, в тот момент, когда их поверхность обладает высокой влажностью и процесс пылеобразования на ней еще отсутствует, а также осуществлять оперативное пылеподавление территорий, интенсивность пылеобразования на которых многократно возрастает при резком повышении ветровой нагрузки или разрушении защитного покрытия, тем самым значительно повышающего эффективность пылеподавления на пляжах намывных массивов за счет формирования прочного покрытия, способного на длительный период защитить всю поверхность намывного массива от деструктивного ветрового воздействия, в том числе в условиях крайнего севера с отрицательными среднегодовыми температурами и высокими скоростями ветра.
Технический результат достигается тем, что в качестве самоходного транспортного средства используется судно на воздушной подушке, в кормовой части которого установлен гудронатор, включающий в себя емкость для связующего реагента с индивидуальным нагревателем, к которой подключена система нагнетательного распределения связующего реагента, выполненная в виде насосной станции, осуществляющей транспортирование связующего реагента под высоким давлением по сети гибких трубопроводов, и металлической штанги, жестко закрепленной в торцевой части устройства параллельно обрабатываемой поверхности, при этом связующий реагент наносится на поверхность намывного массива посредством гидравлических форсунок, закрепленных на штанге с одинаковым удалением относительно друг друга с возможностью поворота в вертикальной плоскости.
Устройство для закрепления пылящих поверхностей намывных массивов поясняется фиг. 1, где:
1 - судно на воздушной подушке;
2 - емкость для связующего реагента;
3 - автономный нагреватель связующего реагента;
4 - насосная станция высокого давления;
5 - дизельная электростанция;
6 - система гибких трубопроводов;
7 - металлическая штанга;
8 - гидравлические форсунки.
Устройство для закрепления пылящих поверхностей намывных массивов, изображенное на фиг. 1, представляет собой судно на воздушной подушке 1, в центральной части которого смонтирована изолированная емкость для связующего реагента 2, выполненная из двух слоев металла, между которыми находится теплоизолятор (каменная вата), внутри емкости находится автономный нагреватель 3, обеспечивающий поддержание рабочей температуры связующего реагента, в кормовой части судна на воздушной подушке расположена дизельная электростанция 5, питающая все энергоемкие элементы устройства, и насосная станция высокого давления 4, осуществляющая подачу связующего реагента под давлением по системе гибких трубопроводов 6, зафиксированных внутри креплений металлической штанги 7, которая, в свою очередь, жестко закреплена в торцевой части судна на воздушной подушке, и на которой с равномерным удалением друг относительно друга расположены гидравлические форсунки 8 с возможностью поворота в вертикальной плоскости.
Устройство для закрепления пылящих поверхностей намывных массивов работает следующим образом. Судно на воздушной подушке 1 перемещается по пылящей поверхности намывного массива со скоростью 6-8 км/час. Связующий реагент, находящийся в изолированной емкости 2, разогревается до температуры 50-60°C автономным нагревателем 3, и под действием создаваемого насосной станцией 4 давления (около 10 атм.) по сети гибких трубопроводов 6 поступает к гидравлическим форсункам 8, посредством которых осуществляется равномерное нагнетательное нанесение связующего реагента на поверхность намывного массива по всей траектории движения устройства, при этом ширина полосы, обработанной связующим реагентом, зависит от длины металлической штанги 7, на которой закреплены гидравлические форсунки. Питание насосной станции и автономного нагревателя связующего реагента в процессе работы устройства осуществляется при помощи дизельной электростанции 5.
3
При расчете эффективности устройства использовались технические параметры модели судна на воздушной подушке Хивус-10, производства российской судостроительной компании Аэроход, а также смонтированного на его борту гудронатора, осуществляющего нагнетательное нанесение связующего реагента при помощи гидравлических форсунок. В соответствии с техническими характеристиками выбранной модели судна на воздушной подушке оптимальная емкость изолированной емкости для связующего реагента составит 1,5 м.
Металлическая штанга на заявленном устройстве имеет длину 3 м, на которой закреплено 10 распределительных форсунок (на каждые 30 см длины штанги), обеспечивающие равномерное нанесение связующего реагента на поверхность пылящего участка намывного массива.
В качестве связующего реагента наиболее эффективно использовать анионную битумную эмульсию марки ЭБА-2, по мере остывания и затвердевания которой на поверхности обработанного участка намывного массива образуется пленка толщиной 2-3 мм и прочностью не менее 0,2 МПа, способная надежно противостоять деструктивному ветровому воздействию и на длительный период эффективно снизить интенсивность процесса пылеобразования на территории намывного техногенного массива.
Отсутствие у заявленного устройства колесной или гусеничной базы обеспечивает его перемещение по всей территории намывного массива, в том числе по свеженамытым пляжам, обладающим высокой влажностью и слабой несущей способностью, не нарушая при этом целостность сформировавшейся защитной пленки на уже обработанных территориях. Быстроходность устройства дает возможность оперативной обработки связующим реагентом пляжей, на которых по какой-либо причине происходит интенсификация процесса пылеобразования независимо от метеорологических условий и состояния поверхности намывного массива в момент необходимости проведения работ.