Закрепление поверхности автодорог

Введение

На карьерах и разрезах наиболее распространены автомобильный и железнодорожный транспорт. Имеется тенденция применения последнего на большой глубине в связи с углубкой карьеров и разрезов Перспективной и интенсивно внедряемой на карьерах является циклично цепочная и поточная технология разработки месторождений полезных ископаемых, при которой используется конвейерный транспорт. В отдельных случаях применяется гидравлический транспорт скиповой подъем, подвесные канатные дороги, рудоспуски и другие способы перемещения горной массы

Наиболее интенсивное пылевыделение наблюдается при движении автомобилей по карьерным дорогам. Для борьбы с пылью могут использоваться следующие методы применение усовершенствованных покрытий автодорог, увлажнение их поверхности, обработка полотна автодорог различными вяжущими растворами и др.

Дороги с усовершенствованным покрытием располагаются на основных транспортных магистралях, в капитальных траншеях и т.д. При использовании таких дорог для уменьшения пылевыделения необходимо производить уборку просыпей перевозимой горной массы, а также грязи от колес автомашин.

Это может быть осуществлено при применении поливочных и уборочных машин с металлическими очищающими щетками.

Полив автодорог

На дорогах со щебеночным покрытием для уменьшение пылевыделения при работе автотранспорта используется увлажнение поверхности поливочными машинами.

В карьерных условиях применяются поливочно-моечная машина ПМ-130, поливочные машины, изготовленные на базе автомашины КрАЗ-256, БелАЗ-540, БелАЗ-548, установка УМП-1 и др.

Техническая характеристика машины ПМ130

Вместимость цистерны, м3 О

Скорость движения автомашины при мойке и поливке, км/ч До 21

Ширина полосы, поливаемой за один проход, м До 18

Ширина полосы, смываемой за один проход, м До 8

Расход воды при поливке, л/м2 0,25—0,3

Расход воды при мойке, л/м2 0,9—1,1

Ширина металлической щетки, м 2,25

Масса порожней машины, кг 5510

Машина ПМ-130 выполнена на базе автомобиля ЗИЛ-130. На рис. 1 приведена схема расположения системы трубопроводов и центробежного насоса. Шарнирное крепление насадок к трубопроводам позволяет устанавливать их в положение мойки или поливки. Центробежный насос приводится в движение от раздаточной коробки отбора мощности и карданного вала.

Рис. 1. Принципиальная схема оборудования поливочно-моечной машины ПМ-130:

1 — насадка; 2— трехходовой кран; 3 — центробежный насос; 4 — клапан; 5 — цистерну; 6 — контрольная труба

Большинство поливочных машин, переоборудованных из автосамосвалов КрАЗ и БелАЗ, имеют бак для воды вместимостью, соответствующей их грузоподъемности, и трубу с отверстиями, через которые вода самотеком выливается на полотно увлажняемой автодороги полосой, равной ширине автомашины.

Установка УМП-1 имеет приспособления для принудительного разлива воды на полотно дороги. Кроме того, она имеет оборудование для местного проветривания и орошения экскаваторных забоев.

На автомобиле АОП-35 установка для полива автомобильных дорог включает четыре распылителя, которые закреплены перед передним бампером автомобиля и могут устанавливаться под необходимым углом.

НИИОГРом предложен самоходный поливочный агрегат, который помимо орошения позволяет производить очистку полотна автодороги от просыпавшейся горной массы, рыхлить верхний слой дорожного покрытия, орошать разрыхленную горную массу и тушить пожары.

Техническая характеристика самоходного поливочного агрегата

Базовый автомобиль БелАЗ-540А

Скорость передвижения, км/ч: порожняком До 40

с полным баком До 20

Ширина обработки дороги, м 3

Вместимость бака, м3 25

Насос для жидкости:

тип ЦВ-6,3/160 ЗВ-16/25

подача. м3/ч 22,7 22

мощность, кВт 27 21

давление, МПа 26 15

Гидромонитор:

тип ГМД-ЗМ

диаметр насадки, мм 12

р.нючее давление, Мпа 1,5

дальность струи, м 52

угол поворота в горизонтальной плоскости, градус 210 угол поворота в вертикальной плоскости, градус От —20 до +80

Отвал, тип Д-395

Расход пылесвязывающего вещества, л/м 0,5—1

Масса со снаряженным водой баком, т 47,2

Закрепление поверхности автодорог

Для повышения эффективности пылеподавления на автомобильных дорогах используются различные способы обработки верхнего слоя полотна вяжущими и другими материалами, связывающими пылевые частицы. К ним относятся хлористый кальций, сульфитно-спиртовая барда, нефтепродукты и др.

При высокой относительной влажности воздуха (не ниже 55—65%) положительный эффект пылеподавления дает применение хлористого кальция или других солей, которые наносятся на полотно автодороги в виде водных растворов или в твердом виде. Действие этих солей основано на том, что они в периоды повышенной относительной влажности воздуха (в ночное время) адсорбируют атмосферную влагу и тем самым смачивают пылящий слой на дороге Существенный недостаток применения хлористого кальция заключается в том, что он способствует коррозии металла автомашин, при низкой относительной влажности эти соли малоэффективны и частые лпзне-вые дожди быстро их вымывают.

На ряде карьеров для борьбы с пылевыделением на автодорогах применяется сульфитно-спиртовая барда, которая является отходом переработки древесины по сульфитному способу в целлюлозно-бумажной промышленности. Она обладает свойством эмульгирования, имеет клеящую способность и хорошо растворяется в воде. Для обработки автодорог используется водный раствор барды, который приготовляется на специальных установках. При применении растворов сульфитно-спиртовой барды обработка автодороги может производиться двумя методами: глубокой пропиткой покрытия и поверхностным нанесением.

В районах с частыми дождями эффективность применения барды может быть повышена при применении некоторых добавок: двухромовокислого калия, полиакриламида, полимерных кремнийорганических соединений, битума и др.

Меньше подвержены влиянию влаги дороги, которые обрабатываются тяжелыми продуктами переработки нефти, а также тяжелой нефтью, содержащей незначительное количество летучих, компонентов.

В различных климатических условиях может применяться сырая нефть, предотвращающая не только сдувание ранее осевшей пыли, но и дополнительно удерживающая пыль, наносимую колесами.

Применение нефти для обработки дорог на ряде карьеров показало, что этот способ позволяет снизить не только интенсивность пылевыделения, но также и затраты на пылеподавление по сравнению с водой.

В последние годы на карьерах для пылеподавления широко применяется универсин, который был разработан Уфимским нефтяным институтом совместно с НИИОГРом и Уфимским нефтеперерабатывающим заводом им. XXII съезда КПСС.

По внешнему виду универсин представляет собой черную маслянистую жидкость. Низкая упругость его паров обеспечивает пожарную безопасность при применении, а также небольшую испаряемость. Он относится к группе практически нетоксичных соединений.

На поверхность дороги универсин наносится поливочными машинами. Удельный расход универсина при первоначальной обработке дорог достигает 1,5—2 л/м2. Время профилактического действия универсина в зависимости от интенсивности движения автомобилей и других факторов составляет 10—15 дней. При последующей обработке удельный расход универсина снижается до 0,3—0,5 л/м2.

На Учалинском карьере универсин на покрытие автодороги наносился в виде эмульсии, которая включала 50—60 % воды, 10—20 % универсина и 20—40 % сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ). Технология приготовления эмульсии предусматривает сначала смешивание воды с эмульгатором, затем в течение 20—30 мин с универсином. Готовая эмульсия имеет температуру около 80°С. На полотно автодороги эмульсия наносилась созданной на базе БелАЗ-540 поливочной машиной, которая имеет щелевые оросители. Эмульсия к ним подается под давлением до 0,1 МПа, которое создается насосом ФГ 57,5/9,5. Удельный расход эмульсии на свежеотсыпанную поверхность автодороги составляет 2 л/м2, а на находящуюся в экспуатации 0,5— 0,8 л/м2. При этом эффективное обеспыливание сохраняется в течение 10—12 сут.

Существуют различные виды универсинов: универсин А — для летних условий, универсин-3 — для зимних условий, уни-версин-С — для северных условий.

Промышленные испытания универсина-3 на автодорогах в условиях разрезов «Центральный» и «Богатырь» ПО «Экпбас-тузуголь» показали, что при удельном расходе 0,8—1,2 л/м2 эффективная продолжительность обеспыливания составляет 15—20 сут.

На прииске Селемджинским в качестве обеспыливающего реагента на грунтовых автомобильных дорогах был использован водный раствор глицеринового гудрона, который является отходом мыловаренных заводов. Для обработки дорог применяется концентрация гудрона 5—10 %, расход составляет 1.5— 20 л/м2. Запыленность воздуха при этом через сутки снижаюсь с 80—85 до 1 —1,3 мг/м3. Помимо дорог этот способ на прииске был использован для закрепления поверхности отвалов.

В зимний период для борьбы с пылью на автодорогах можно использовать снежные покрытия. Исследования Н. 3. Битколова и И. И. Иванова по пылеподавлению при отрицательных температурах на одном из карьеров Забайкалья показали, что концентрация пыли в воздухе при наличии снежного покрова снижается в 4—10 раз.

Рис. 2. График изменения приращения концентрации пыли ДС у автодороги, покрытой искусственным снегом, во времени при удельном расходе воды, соответственно равном 0,21 кг/м2 (/); 0,86 кг/и2 (2); 1,72 кг/м2 (3) и 2,66 кг/м2 (4)