Снижение запыленности при бурении

Распространенными способами борьбы с пылью при работе станков меха-нического бурения являются: пылеподавление воздушно-водяной смесью; пы-леподавление воздушно-эмульсионными смесями и сухое пылеулавливание.
Сухое пылеулавливаниепредусматривают обычно в несколько стадий: на первой улавливается крупная буровая мелочь; на второй – грубодисперсная пыль и на третьей - тонкодисперсная пыль (менее 10 мкм).

Для пылеподавления воздушно-водяная смесь подается на забой буровой скважины. В результате этого в призабойном пространстве создается водяной факел, перекрывающий всю поверхность забоя. Смоченная водой пыль вместе с буровой мелочью выносится из скважины и вентилятором местного проветри-вания отбрасывается от устья скважины. Расход воды составляет 0,06-0,7 л/с, концентрация пыли в кабине станка 0,8-1,3 мг/м³, а на расстоянии 10 м от скважины по оси пылевого потока - до 0,7 - 2 мг/м³, что обычно не превышает ПДК. Для снижения пылеобразования применяют воздушно эмульсионные смеси, при которых эффективность пылеподавления выше, чем при воздушно-водяных. Воздушно-эмульсионные смесиобразуют на основе водорастворимой присадки ВНИИПП-17, состоящей из отходов очистки трансформаторного масла, антикоррозионных, эмульсирующих и поверхностно-активных веществ.
Для станков шарошечного бурения - самых распространенных станков на карьерах - разработано большое количество пылеулавливающих устройств. Большое распространение получили трехступенчатые пылеуловители, состоящие из узла отсоса запыленного воздуха от устья скважины, выполненного в виде пылеприемника, воздуховодов, первой ступени очистки в виде пылеосадительной камеры, второй ступени очистки в группе циклонов (от 2-х до 8-ми), третьей ступени очистки в виде рукавных фильтров ивентилятора. При третьей ступени очистки могут также использоваться другие виды фильтров и аппаратов. Содержание пыли в очищенном воздухе обычно не превышает санитарных норм и составляет 8-10 мг/м³.
В системах пылеулавливания буровых станков применяются три ступени очистки: ступень 1— от буровой мелочи и крупных фракций пыли, ступень II - от средних и мелких фракций пыли, ступень III - от тонких фракций пыли.
В ступени 1 используются пылеприемные колпаки или пылеприемники, улавливающие до 95 % буровой мелочи размером более 500 мкм, в ступени II- цикло-ны с эффективностью пылеулавливания частиц размером более 10 мкм 90%,а в ступени III — тканевые фильтры с эффективностью улавливания тонких фракций пыли до 99% (размер улавливаемых частиц менее 10 мкм).
В системе пылеулавливания бурового станка 2СБШ-200 (рис.3.13) пылеприемником является зонт. Для подъема и опускания зонта предусмотрена лебедка. Спомощью эжекторного устройства запыленный воздух от пылеприемника поступает в пылеосадительную камеру, где осаждаются крупные чатицы. Частично очищенный воздух поступает в циклоны, где очищается от основного количества пыли.

1- пылеприемник, 2- эжектор, 3 – пылеосадительная камера, 4 – циклоны, 5 – рука-вный фильтр, 6 – встряхивающее устройство, 7 – шибер, 8 – вентиля-тор, 9 – компресссор, 10- бункер.

Рисунок 3.13- пылеулавливающее устройство бурового станка 2СБШ-200

На стадии III воздух проходит через рукавный фильтр, имеющий механизм встряхивания рукавов, подвешенных на четырех пружинах к подвижной раме. В рукавах воздух проходит окончательню очистку и через выхлопной патрубок вентилятора выбрасывается в атмосферу. При бурении обводненных пород предусмотрено отключение узла рукавных фильтров с помощью заслонок. Для протягивания воздуха через систему предусмотрен высоконапорный вентилятор ВВД-8у с давлением 0,006 МПа.

На буровых станках СБШ-2М в качестве третьей ступени используется труба Вентури и циклоны с обратным конусом, где воздух очищается мокрым способом.

Для станков пневмоударного бурения типов БМК разработана пылеулавливающая установка УПП- 5. Установка имеет 4 ступени очистки и состоит из пылеприемника, бункера дл отдельных крупных фракций, групповогоциклона, гидравлического осадителя для улавливания тонкодисперсной пыли и вентилятора высокого давления. При начальной концентрации пыли около 400 г/м³ коэффициент пылеочистки составляет 99,9%, что отвечает санитарным требованиям к воздуху рабочего места.

В станках шарошечного и пневмоударного бурения используются установки с высокоэффективным фильтром, используемым в последней ступени очистки. Скорость фильтрации по сравнению с рукавными фильтрами возросла в 4-8 раз. В качестве фильтровальной ткани используется нитрон тройного плетения. КПД установки 99,8 %.

Для станков термомеханического бурения СБТМ - 20 с воздушным окислением горючего используется установка ПГПУ. Она состоит из двух узлов: пылеподавления и уменьшения токсичности.

Пыль подавляется распылением воды из четырех распылителей, устано-вленных по два на каждую трубу. Токсичность газов уменьшают заменой тех-нологического горючего топливно-водяной эмульсией, приготовляемой в уста-новке, находящейся на станке. Эффективность очистки воздуха составляет: от пыли 90-99%, от оксида углерода - 81, от оксидов азота – 80, от альдегидов -100%.

В четырехступенчатом пылеуловителе конструкции КазПТИ показан-ном на рисунке 3.14 в качестве первой ступени используется пылеуловитель-ная камера, вторая ступень циклоны с обратным конусом, третья ступень труба Вентури и четвертая - мокрые циклоны. В зимних условиях вода подогревается электричеством.

Пылеуловитель работает следущим образом. Запыленный воздух из скважины попадает по трубопроводу 12 в камеру 10 и по трубопроводу 11 на вход циклонов с обратным конусом 9, из которых освобожденный от крупно и среднедисперсных фракций пыли высоконапорным вентилятором 7 подается в трубу Вентури 5 в которой происходит укрупнение мелкодисперсных фракций пыли. Скоагулированные частицы вместе с каплями воды осаждаются в циклонах с обратным конусом 3. Производительность пылеуловителя 50-60 м³/мин. Концентрация пыли в кабине бурильщика составляет до 2,5 мг/м³.

1-насос для осветленной воды, 2- шламосборник, 3 - циклоны каплеулови-тели, 4- воздухораспределители, 5 - трубы Вентури, 6- шланг для подвода воды, 7 – вентилятор ВВД-8, 8- воздуховоды, 9 - циклоны, 10- камера перепада давлений, 12- пылепровод, 13 - пылеприемный зонт.

Рисунок 3.14 –Пылеуловитель конструкции КазПТИ

При огневом бурении на станке СБО-2 применяется пенный способ пылеулавливания при котором от аспирационного укрытия – бункера воздух направляется в пенный аппарат и пропускается через слой пены для очистки от пыли и вредных газов до уровней ПДК.

Эффективность пылеподавления и пылеулавливания описанных выше ме-тодов составляет около 95%.Их недостатком является то, что при пылеулавли-вании пыль поступает в атмосферу при разгрузке пылесборника, а также при утечках воздуха с пылью через зазоры между кожухом и штангой, причем наи-большее количество пыли поступает в атмосферу при разгрузке пылесборника. Для уменьшения выделения пыли в этом случае применяют окомкователь паль-цевого типа, представляющий собой горизонтально расположенный в кожухе вал с пальцами, установленными по спирали. При вращении вала с добавлени-ем связующего частицы слипаются с образованием микроокатышей, которые перемещаются к концу кожуха и выгружаются в окомкователь из пылесборника шнеком.
При таком простом и дешевом способе подавления пыли, как подача воды в поток воздуха, поступающего на забой скважины, происходит снижение стойкости шарошечного долота (до 50% ) вследствие повышенного износа подшипников. Для предотвращения попадания воды в опоры долота предлагается использовать сепаратор, выделяющий воду из потока воздушно-водяной смеси. Вода, скапливающаяся над долотом, под давлением, через каналы в стенках штанги подается в поток пылевоздушной смеси выше долота, в результате пыль смачивается.

Дата добавления: 2014-10-15