Идея работы заключается в использовании воздушных и многофазных струй для вентиляции и искусственного воспроизведения естественных процессов очистки атмосферы карьера за счет выпадения осадков в виде дождя или снега. Разработаны аналитические и эмпирические зависимости для расчета энергии неустойчивости атмосферы карьера, параметров струй. Разработаны методики лабораторных и натурных исследований параметров воздушных и двухфазных (паровоздушных, воздушно-водяных) струй, определения эффективности методом физического моделирования и промышленного эксперимента схем искусственной вентиляции (турбовинтовые двигатели), систем пылегазоподавления в атмосфере карьеров с применением двух- и многофазных струй, развивающихся в стратифицированной атмосфере, взаимодействующих и перемещающихся в пространстве. Дано обоснование критериев подобия при исследовании эффективности схем вентиляции карьеров. Разработана теоретическая модель искусственного генерирования и переноса твердых осадков в атмосфере карьера. Разработаны математические модели процессов формирования и рассеяния пылегазового облака (ПГО), дана аналитическая и теоретическая оценка влияния температурной стратификации ПГО на процесс его подъема и рассеяния, влияния двухфазных струй на его динамику. Исследования показали, что с помощью воздушно-водяных-снеговых струй можно значительно затормозить или остановить подъем ПГО и повлиять на его рассеяние. Рассмотрена задача пылегазоподавления при отрицательных температурах с помощью твердых осадков – снега. Найдено соотношение, определяющее предельно допустимые для конкретных метеоусловий температуры оросительной жидкости, при которых основная масса выпадающих из струи осадков охлаждается до 00С и мелкие капли будут выпадать в виде ледяных частиц. В результате промышленных испытаний определено, что с помощью одного рассматриваемого генератора осадков в течение 25-30 минут может быть очищен объем атмосферы до 7 млн. м3 и образован снежный покров на площади до 78 тыс. м2. При этом можно достичь снижения концентрации пыли в 6 раз, сажи в 1,5 раза, СО и NOx – 1-2 раза. Дальность переноса снежных осадков составила 350-500 м.
|