УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ КАРЬЕРА

Заявляемая полезная модель относится к горнодобывающей промышленности и может быть использована для интенсификации проветривания карьеров и разрезов, осуществляющих открытую добычу полезных ископаемых.
Известна установка естественного воздухообмена с использованием солнечной энергии, прогревающей борта карьера, вызывая таким образом конвективное движение воздуха [Морин А.С. Технология проветривания глубоких и сверхглубоких карьеров. М: МАКС Пресс, 2006. - 160 С].
Недостатком конвективного воздухообмена является неравномерность прогрева бортов карьера солнечной энергией, северных более интенсивно, чем южных.
Известно устройство для проветривания теневых бортов карьера солнечной энергией, отражаемой зеркалом, установленным на северном борту карьера на мачте, шарнирно закрепленной на платформе, при этом шарнир обеспечивает поворот зеркала в горизонтальной плоскости на угол 90-120 градусов, а в вертикальной плоскости на угол 2-5 градусов [Патент на полезную модель №139437 РФ от 18.03.2014, опубл. 20.04.2014].
Недостатки устройства: возможность обогрева ограниченной площади - борта карьера или его днища, в зависимости от положения зеркала.
Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение максимального прогрева днища карьера при умеренном прогреве средней части бортов.
1
1
2
2
Достигается это тем, что в устройстве для проветривания карьера с помощью зеркала, закрепленного на мачте, с возможностью поворота зеркала в горизонтальной и вертикальной плоскостях, зеркало выполнено в виде двух секций, закрепленных к мачте с помощью шарниров, обеспечивающих наклон секций в сторону карьерного пространства: верхней секции на угол 20-35°, нижней секции на 10-25°, при этом отношение высоты верхней секции h к общей высоте зеркала H в пределах h:H=(0,6÷0,7:1), а отношение высоты нижней секции h к общей высоте зеркала H в пределах h:H=(0,3÷0,4:1).
Разделение зеркала на две секции обусловлено целесообразностью обеспечения различной степени прогрева поверхностей карьерного пространства - максимального на днище и более умеренного - бортов. Наклон верхней секции зеркала большей площади в сторону карьерного пространства под углом 20-35 град, обусловлен углом солнца над горизонтом, который в летнее время в умеренных широтах составляет от 30 до 50 град. Угол отражения солнечных лучей от наклоненного таким образом зеркала составляет 60-80 град., что обеспечивает прогрев наиболее проблемной зоны карьера - днища. Нижняя секция зеркала, наклоненная на угол 10-25 град, отражает солнечные лучи под углом 40-60 град., что обеспечивает прогрев средней части борта карьера.
Наиболее целесообразной представляется общая высота зеркала, равная 35-40 м, из которых 10-15 м приходится на нижнюю секцию, и 20-30 м - на верхнюю. Такие размеры выбраны, исходя из высоты уступов карьерного пространства, ограничиваемой высотой черпания экскаватора и составляющей, как правило, 10-15 м. Высота нижней секции зеркала, равная 10-15 м, обеспечивает прогрев одного из уступов карьера, являющегося на данный момент проблемным в части проветривания. Высота верхней секции, равная 20-30 м, обеспечивает прогрев не только самого нижнего уступа, но и прогрев значительной площади самой проблемной, в части проветривания, зоны карьера - днища.
Прогрев днища карьера с помощью верхней секции зеркала обосновывается тем, что в этом случае обеспечивается возможность удаления устройства для проветривания на некоторое расстояние от верхней кромки борта карьера, в нашем случае на расстояние, равное высоте нижней секции зеркала, составляющей 10-15 метров. Удаление на такое расстояние устройства для проветривания повышает его устойчивость, не нарушая при этом возможность прогрева днища карьера солнечной энергией.
Заявляемое устройство поясняется графически. Где: 1 - платформа; 2 - мачта для крепления зеркал; 3 - шарнир, обеспечивающий поворот мачты в горизонтальной и вертикальной плоскостях; 4а - верхняя секция зеркала; 4б - нижняя секция зеркала; 5 - карьерное пространство.
Устройство работает следующим образом. Солнечная энергия, отраженная от верхней секции зеркала 4а, наклоненной в сторону карьерного пространства 5 на угол 20-35 град., прогревает днище карьера. Возникающие при этом конвективные потоки, при движении вдоль бортов, дополнительно увлекают с них загрязняющие вещества, образующиеся в результате осуществления производственной деятельности. В целях предотвращения охлаждения и ослабления конвективных потоков борта в средней части прогреваются солнечной энергией, отраженной нижней секцией зеркала 4б, наклоненной в сторону карьерного пространства на угол 10-25 град.
Преимущества заявляемого устройства заключаются в обеспечении возможности более интенсивного прогрева выборочных проблемных участков карьерного пространства с использованием энергии из возобновляемого источника, отсутствие помех при выполнении технологических операций в карьере.