Подвесные оросительные модули для подавления пылегазовых выбросов карьерных самосвалов

Перечислены основные причины выделения большого количества пыли при производстве открытых горных работ. Приведены показатели запыленности воздуха внутри современных карьеров. Рассмотрены методы гидравлического подавления пыли вдоль карьерных дорог. Для увлажнения дорожного полотна и орошения запыленного воздуха предложено использовать подвесные оросительные модули, размещаемые на самосвалах. Разработана математическая модель, описывающая процесс связывания частиц взвешенной пыли каплями воды, распыляемой через насадки предлагаемого устройства. Приведена оценка технических параметров и рабочих показателей оросительных модулей для карьерных самосвалов средней и большой грузоподъемности. По результатам сравнения показателей применения поливооросительных машин в карьерах с аналогичными показателями подвесных модулей сделан вывод о том, что последние обеспечивают равномерное увлажнение автодорог и более качественную локализацию пылевых выделений с существенной экономией материальных и энергетических ресурсов. Отмечено, что за счет рационального водопотребления подвесные модули не оказывают разрушительного воздействия на увлажняемое дорожное полотно. Максимальный экономический эффект от замены поливооросительных машин на подвесные модули может быть получен при остром дефиците технической воды. Приведен пример такой замены, позволившей сократить суточный расход технической воды в карьере почти в 200 раз.

Морин А. С., Фёдоров А. В., Бровина Т. А., Игнатова О. С. Подвесные оросительные модули для подавления пылегазовых выбросов карьерных самосвалов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 9. – С. 151–162. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_9_0_151.

Морин Андрей Степанович¹ — д-р техн. наук, доцент, зав. кафедрой, e-mail: amorin@sfu-kras.ru, Федоров Андрей Витальевич — д-р техн. наук, заместитель генерального директора
по научной работе, АО «СУЭК-Красноярск», e-mail: FAV4121958@inbox.ru,
Бровина Татьяна Александровна¹ — старший преподаватель, e-mail: tabrovina@mail.ru,
Игнатова Ольга Сергеевна¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: ignatova.ol@mail.ru,
¹ Сибирский федеральный университет.

Бровина Т.А., e-mail: tabrovina@mail.ru.

1. Сергеев В. В., Герасименко Т. Е., Евдокимов С. И., Герасименко Н. П. Анализ технических решений для повышения эффективности проветривания глубоких карьеров // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. — 2022. — Т. 20. — № 4. — С. 15—25. DOI: 10.18503/1995-2732-2022-20-4-15-25.

2. Неволин Д. Г., Кошкаров Вл. Е., Кошкаров Вас. Е. Технология обеспыливания автодорог на основе битумно-полимерных материалов. — Екатеринбург: Ур-ГУПС, 2015. — 135 с.

3. Никитин В. С., Битколов Н. З. Проветривание карьеров. — М.: Недра, 1975. — 256 с.

4. Ковшов С. В., Пасынков А. В. Оценка выбросов пыли при транспортировании горной массы на месторождениях, разрабатываемых открытым способом // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2020. — № 2. — С. 78—87.

5. Кошкаров В. Е., Валиев Н. Г. Опыт и перспективы применения битумных эмульсий при строительстве и эксплуатации карьерных автодорог // Известия вузов. Горный журнал. — 2011. — № 5. — С. 13—20.

6. Летуев К. В., Ковшов С. В., Гридина Е. Б. Технология гидрообеспыливания автомобильных дорог угольных разрезов с применением очищенных сточных и дренажных вод // Экология и промышленность России. — 2020. — № 1. — С. 30—33.

7. Морин А. С., Мигунов В. И., Штреслер К. А., Чесноков В. Т. Карьерные водоотливные установки с путевым отбором воды // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 3. — С. 130—140. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_3_0_130.

8. Yan J., Wang Z., Lu X., Wu Y., Luo H., Liu X. Physical and chemical characteristics of explosive dust at large open-pit coal mines in inner mongolia, china and dust control research // Atmosphere. 2023, vol. 14, article 1678. DOI: 10.3390/atmos14111678.

9. Битколов Н. З. Улучшение условий труда на карьерах. — М.: Недра, 1972. — 104 с.

10. Морин А. С. Технология проветривания глубоких и сверхглубоких карьеров: монография. — М.: МАКС Пресс, 2006. — 160 с.

11. Морин А. С. Роль методов искусственного проветривания в комплексе мероприятий по управлению пылегазовым режимом карьеров // Известия вузов. Горный журнал. — 2007. — № 1. — С. 24—28.

12. Коваль З. М. Характеристики дисперсности при моделировании скорости движения щелевого распылителя жидкости // Международный научно-исследовательский журнал. — 2016. — № 8. — Ч. 3. — С. 174—177. DOI: 10.18454/IRJ.2016.50.077.

13. Wang Z., Zhou W., Jiskani I. M., Ding X., Luo H. Dust pollution in cold region Surface Mines and its prevention and control // Environmental Pollution. 2022, vol. 292, article 118293. DOI: 10.1016/j.envpol.2021.118293.

14. Boente C., Millan-Martinez M., de la Campa A. M. S., Sanchez-Rodas D., de la Rosa J. D. Physicochemical assessment of atmospheric particulate matter emissions during open-pit mining operations in a massive sulphide ore exploitation // Atmospheric Pollution Research. 2022, vol. 13, no. 4, article 101391. DOI: 10.1016/j.apr.2022.101391.

15. Улюкина Е. А., Прохоров А. А. Мобильные оросительные системы с трубопроводами из композитных материалов // Агроинженерия. — 2022. — Т. 24. — № 1. — С. 49—54. DOI: 10.26897/2687-1149-2022-1-49-54.

16. Li M., Wang R., Li G., Song X., Yang H., Lai H. Comprehensive chemical dust suppressant performance evaluation and optimization method // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022, vol. 19, article 5617. DOI: 10.3390/ijerph19095617.

17. Hu Z., Zhang B., Chang H. A study on dust-control technology used for large mining heights based on the optimization design of a tracking spray nozzle // Atmosphere. 2023, vol. 14, article 627. DOI: 10.3390/atmos14040627.

18. Морин А. С., Бровина Т. А., Мигунов В. И. Патент на изобретение № 2804919 E01H 3/02; E01C 19/12; E01F 5/02 (РФ). Устройство для подавления пылегазовых выбросов в карьере. № 2023105072; заявл. 01.03.2023; опубл. 09.10.2023. Бюл. № 28.

19. Фукс Н. А. Испарение и рост капель в газообразной среде. — М.: АН СССР, 1958. — 92 с.

20. Дубинкин Д. М., Дягилева А. В., Дубинкин С. Д., Тургенев И. А. Влияние трассы разреза на скорость движения карьерного самосвала грузоподъемностью 220 т // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2024. — № 6. — С. 110—119. DOI: 10.26730/1999-4125-2024-6-110-119.