Интенсификация естественного воздухообмена в карьерах

    ФГАОУ ВПО “Северо-Восточный федеральный университет  им. М.К. Аммосова”

Горный факультет

Кафедра «Открытых горных работ»

РЕФЕРАТ

на тему: «Интенсификация естественного воздухообмена в карьерах»

Выполнила: студентка 6 курса ОГР-08(з/о)

Лукина С.А.

Проверил: Дмитриев А.А.

Якутск - 2013

Содержание:

Введение……………………………………………………………………………..1

1. Причины и характер загрязнения атмосферы карьеров……………………….3
2. Состав атмосферы объектов открытых горных работ…………………………7
3. Основные положения по обеспечению нормального состава атмосферы в карьерах…………………………………………………………………………11
4. Проветривание карьеров………………………………………………………..15
5. Порядок проектирования вентиляции карьеров………………………...……20

Заключение……………………………………………………………...…………24

Литература…………...…………………………………………………………….25

1 Причины и  характер загрязнения атмосферы  карьеров

Естественный воздухообмен в карьерах и способы его интенсификации 
Работа практически всех машин и механизмов, составляющих технологический комплекс карьеров, сопровождается выделением вредных примесей. При достаточно активном естественном воздухообмене между процессами поступления и выноса устанавливается динамическое равновесие, благодаря чему среднее содержание вредных примесей в атмосфере карьера большую часть времени не превышает предельно допустимых концентраций. 
Общее загрязнение атмосферы карьеров наблюдается, как правило, в периоды безветренной погоды и особенно при инверсиях. Оно возникает либо вследствие постепенного накопления вредных примесей при работе горнотранспортного оборудования, либо после массового взрыва, произведенного при неблагоприятных метеорологических условиях. 
При слабых ветрах возможно образование “труднопроветриваемых” зон с повышенными концентрациями вредных примесей, т.е. местных загрязнений. Местные загрязнения атмосферы наблюдаются обычно в зонах наибольшей концентрации горнотранспортного оборудования: у разгрузочных площадок, рудоспусков, в выездных траншеях, а также на нижних горизонтах карьеров.

Источники загрязнения атмосферы  могут находиться как в карьере, так и за его пределами. Они  характеризуются интенсивностью, т.е. количеством токсичных газов  и пыли, выделяемых в единицу времени. В табл. 1 приведены характеристики интенсивности пылевыделения при  основных процессах в карьерах. Интенсивность  большинства источников пылевыделения  в карьере зависит от многих факторов, в том числе от скорости движения и температуры воздуха в зоне работающего оборудования. Переменную, зависящую от внешних условий и интенсивности выделения вредных примесей, имеют все машины и устройства, перегружающие горную массу в потоке движущегося воздуха, а также автомобили, бульдозеры и др. Интенсивность источников пылевыделения следует определять при одинаковых (“эталонных”) значениях влияющих факторов, в противном случае неизбежны весьма большие расхождения, что и характерно для данных, приводимых различными авторами.

Дисперсность пыли, образующейся при работе карьерного оборудования, высокая:, более 90% пылинок имеют размеры менее 5 мкм и лишь 2,5% — более 10 мкм. Основная масса обнаруживаемой в атмосфере карьеров пыли является “старой”, т.е. отделенной от массива ранее и взмученной при движении автомобилей или при взрывах. При бурении, погрузке, дроблении горной массы в атмосферу поступает в основном “свежая” пыль, которая представляет наибольшую силикозоопасность. 
Причиной весьма сильного, но, как правило, кратковременного загрязнения атмосферы карьеров и прилегающего района являются взрывные работы. Газопылевое облако при мощном массовом взрыве выбрасывается на высоту до 150250 м, а затем, достигнув уровня конвекции, распространяется по ветру на значительные расстояния. Объем облака составляет 15 — 20 млн. м3, а концентрация пыли в нем достигает 4000 мг/м3. Удельное пылеобразование при взрывах изменяется от 0,04 до 0,154 кг пыли на 1 кг взорванного ВВ. При взрывах выделяются также значительные объемы ядовитых газов — в основном окись углерода и окислы азота. Количество газов зависит от типа ВВ и свойств взрываемых пород. С увеличением удельного расхода ВВ в два раза удельное пылевыделение возрастает в 6 раз. При обводнённости взрываемого блока концентрация пыли в облаке резко уменьшается. 
В настоящее время взрывные работы на большинстве карьеров не приводят к длительным загрязнениям атмосферы, поскольку уровень конвекции (исключая периоды инверсий) оказывается, как правило, выше верхней отметки карьера. С увеличением глубины карьеров до 500 м и более массовые взрывы могут стать основным источником загрязнения атмосферы. 
Интенсивным и постоянно действующим источником загрязнения воздуха в карьерах является автотранспорт. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания представляют сложную многокомпонентную смесь. В настоящее время в их составе определяется уже более 200 различных веществ. Из аэрозольных компонентов наиболее опасна сажа, выбрасываемая в виде частиц с преобладающим размером 0,05 – 0,5 мкм (до 98%). Частицы сажи, обладая значительной удельной поверхностью (до 75 м2/г), сорбируют канцерогенные и другие токсические вещества, которые, попадая в организм человека, могут привести к тяжелым последствиям. 
Из газообразных выбросов карбюраторных двигателей наиболее опасными являются окись углерода (до 95% общей токсичности выхлопа); дизельных окислы азота (до 50%), окись углерода (до 25%) и альдегиды (до 20%). При наличии в атмосфере карьеров с автотранспортом повышенных концентраций окиси углерода и окислов азота, как правило, отмечаются и высокие содержания альдегидов. Состав токсичных выбросов карьерных автомобилей в значительной мере зависит от режима работы двигателя и характеристики трассы. Средние по нескольким карьерам данные состава выхлопных газов приведены в табл. 1.3.

Значительные выделения  газов из руд и горных пород, способные нарушить нормальную работу карьеров, отмечаются лишь в единичных случаях. Тем не менее, случаи загрязнения атмосферы карьеров углеводородами, выделяющимися из отбитой горной массы и грунтовых вод, неоднократно отмечались на серном месторождении ШортСу в Средней Азии (где на 1 т отбитой руды выделяется более 700 г углеводородов), а углекислым газом на угольном карьере Тарнобжик (Польская Народная Республика). 
Состав атмосферы глубоких карьеров достаточно сложен и к его оценке следует подходить, исходя из медикобиологических требований, учитывая концентрации вредных примесей, направление их действия, степень токсичности. Медикобиологические требования к составу воздуха в карьерах определены предельно допустимыми концентрациями (ПДК). Однако содержание токсичных веществ в воздухе на уровне ПДК не может рассматриваться в качестве оптимального состава воздушной среды. Учитывая одновременное присутствие в атмосфере карьеров большого числа аэрозольных и газообразных примесей, необходимо стремиться к тому, чтобы достичь концентраций значительно более низких, чем предельно допустимые. 

2. Состав атмосферы объектов открытых горных работ

Состав атмосферы объектов открытых горных работ должен отвечать установленным нормативам по содержанию основных составных частей воздуха и вредных примесей (пыль, газы) с учетом действующих государственных стандартов. 
Воздух рабочей зоны должен содержать по объему 20 % кислорода и не более 0,5 % углекислого газа; содержание других вредных газов не должно превышать установленных санитарных норм. 
Предельно допустимые концентрации газообразных примесей в атмосфере карьеров

Таблица 1 

Места отбора проб и их периодичность устанавливаются графиком, утвержденным техническим руководителем организации, но не реже одного раза в квартал и после каждого изменения технологии работ. 
Допуск рабочих и специалистов на рабочие места после производства массовых взрывов разрешается после получения ответственным руководителем взрыва сообщения от специализированного профессионального аварийноспасательного формирования о снижении концентрации ядовитых продуктов взрыва в воздухе до установленных санитарных норм, но не ранее чем через 30 мин после взрыва, рассеивания пылевого облака и полного восстановления видимости, а также осмотра мест (места) взрыва ответственным лицом (согласно распорядку массового взрыва). 
Во всех случаях, когда содержание вредных газов или запыленность воздуха на объекте открытых горных работ превышают установленные нормы, должны быть приняты меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда. 
Запыленность воздуха на рабочих местах не должна превышать ПДК, которые в зависимости от содержания свободной SiO2 в пыли и ее минералогического состава колеблются от 1 до 10 мг/м3.

Таблица 2 

Большую часть времени  удовлетворительный воздухообмен в  карьерном пространстве обеспечивается естественными вентиляционными  силами. При штилях или недостаточной  активности естественного воздухообмена  возникает дефицит в свежем воздухе, который должен восполняться средствами искусственной вентиляции. 
Основной инженерной задачей является обеспечение взаимодействия применяемых технических средств с природными силами, осуществляющими естественный воздухообмен в карьерах. Выполнение этого требования является обязательным условием успешного применения инженерных мероприятий. Знание основных закономерностей естественного воздухообмена в карьерах необходимо как для правильного выбора режимов работы карьера (в частности, времени проведения взрывных работ), так и для эффективного использования средств пылегазоподавления и искусственной вентиляции. 
Метеорологическими наблюдениями установлено, что в карьерном пространстве формируется собственный микроклимат, особенности которого проявляются все более четко по мере увеличения глубины разработок. На нижних горизонтах глубоких карьеров отмечаются существенные различия в температуре воздуха, влажности, прозрачности атмосферы, количестве осадков. Увеличение глубины сопровождается ухудшением условий воздухообмена в карьерном пространстве, что связано как с падением активности ветрового потока, так и с уменьшением интенсивности солнечной инсоляции, приходящейся на единицу площади обнаженных поверхностей.

Следствием этого является возникновение “труднопроветриваемых”, объем которых, как правило, увеличивается с глубиной и находится в ой зависимости от величины скорости ветра на поверхности. Основными факторами, определяющими активность естественного воздухообмена в карьерах, являются ветровая энергия, солнечная радиация и термическая стратификация атмосферы карьера и вышележащих слоев. При определенных условиях на естественный воздухообмен могут влиять окислительные процессы и глубинное тепло Земли (особенно при высоких значениях геотермических градиентов). 
В реальных условиях воздухообмен в карьерах определяется совместным действием ряда факторов, дифференцировать удельное значение которых методами непосредственных измерений практически невозможно. Определяющим фактором в процессе аэрации карьеров является ветровая энергия. Местные потоки, вызванные солнечной радиацией, при наличии ветра выполняют второстепенную роль. Термическая стратификация атмосферы в карьере и вышележащих слоях либо способствует развитию вертикальных перемещений воздуха, либо препятствует ему.

2 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ НОРМАЛЬНОГО СОСТАВА АТМОСФЕРЫ В КАРЬЕРАХ

2.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Для создания безопасных атмосферных  условий при проектировании новых  или реконструкции действующих  карьеров в техническом проекте  разрабатывается специальный раздел, в котором дается оценка воздушной  среды и обосновываются необходимые  мероприятия по снижению запыленности, загазованности воздуха и обеспечению  комфортных условий труда в период разработки месторождений.

Проектом учитывается комплекс факторов, влияющих на запыленность и  загазованность воздуха, определяющими  из которых являются: географическое положение района, в котором находится  предприятие, горногеологическая характеристика месторождения, физикомеханические свойства полезного ископаемого и вмещающих пород, технология разработки и используемая техника, пространственное положение и геометрические параметры будущего карьера.

Раздел проекта, посвященный созданию безопасных атмосферных условий, состоит  из трех основных частей: в первой части  дается оценка интенсивности естественного  проветривания на различных этапах разработки карьера, во второй обосновывается необходимый комплекс мероприятий, направленных на обеспечение нормального  состава атмосферы, и в третьей, заключительной части, рассматриваются  основные организационные вопросы, связанные с контролем санитарной характеристики атмосферы и экономическими показателями, определяющими затраты, их производственную и социальную эффективность.

Комплекс факторов, определяющих санитарную характеристику воздуха в карьерах, подразделяется, на две группы: 
а) независимые и подлежащие обязательному учету; 
б) управляемые и выбираемые с учетом обеспечения нормального состава атмосферы при использовании соответствующей технологии и т.п. микроклимат рабочих мест, так и интенсивность естественного воздухообмена, являются производными объективно существующих метеорологических условий. Учет климатических условий в процессе проектирования позволяет не только правильно обосновать необходимые средства обеспечения комфортных условий труда, но и одновременно дает возможность определить рациональную компоновку промышленной площадки с соответствующим расположением от въездов, траншей и других горных сооружений. 
Управляемая группа факторов — это, прежде всего, технология и техника разработки, выбор которых должен оцениваться и по санитарным характеристикам. При этом экономическое сравнение позволяет, при прочих равных условиях, выбрать более оптимальные варианты с точки зрения предупреждения загрязнения атмосферы, как на рабочих местах, так и в карьерном пространстве, 
В целом, проектирование проветривания карьера осуществляется в следующей последовательности:

1. Рассматриваются природные условия  района и площадки будущего  карьера. При этом анализу подлежат  географическое положение месторождения,  рельеф, климатические и метеорологические  условия района, горногеологическая характеристика месторождения, 
2. Дается санитарная оценка принятой технологии и техники ведения горных работ. 
3. Определяются условия и интенсивность естественного воздухообмена в карьере на различных этапах его разработки. 
4. Устанавливается суммарное количество примесей, поступающих в атмосферу карьерного пространства, и определяется удельный вес выделении от тех или иных источников. 
5. Прогнозируются концентрации примесей в общей атмосфере карьерного пространства и устанавливаются периоды, требующие проведения специальных профилактических мероприятий по оздоровлению воздушной среды в карьере. 
6. Обосновываются и выбираются необходимые средства, и методы снижения поступлений пыли и газов в атмосферу карьерного пространства. 
7. Определяются концентрации примесей, а также микроклиматическая обстановка на рабочих местах горного оборудования. 
8. Устанавливается необходимость искусственной вентиляции отдельных рабочих мест и выбирается соответствующее вентиляционное оборудование для этих целей. 
9. Оценивается необходимость искусственного проветривания карьерного пространства в целом или отдельных рабочих зон. 
10. Определяется количество воздуха, необходимого для искусственной вентиляции, и выбираются схемы искусственного проветривания. 
11. Определяются требуемые параметры вентиляторных установок, и устанавливается их число. 
12. Решаются организационные вопросы, связанные с контролем состава воздуха и эксплуатацией средств нормализации атмосферы в карьерном пространстве. 
13. Оценивается экономическая эффективность всего комплекса профилактических мероприятий по нормализации состава атмосферы в карьере. 
В процессе эксплуатации карьера отдельные разделы проекта подвергаются уточнению в соответствии с изменениями геометрии карьерного 
пространства, технологии и техники ведения работ, в результате совершенствования методов и средств борьбы с пылью и газами и повышения культуры работы производства в целом.

2.2. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА

Исходными данными, определяющими  естественный воздухообмен в карьерах и необходимый комплекс профилактических мероприятий, которые должны быть рассмотрены  в проекте, являются: географическое положение района, горногеологические условия, технология разработки и применяемая техника, геометрия карьерного пространства и организация работ. 
Географическое положение района определяет, прежде всего, его климатические условия, которые характеризуются величинами, приведенными в таблице 3.

При этом необходимо учесть, что при  одном и том же широтном расположении на разных меридианах климатические  условия будут существенно меняться, соответственно определяя необходимые  методы и средства поддержания комфортных климатических условий труда, сокращения и предупреждения повышенного содержания примесей в атмосфере. 
Орография площадки будущего карьера позволяет уже на стадии проекта оценить возможное ослабление воздушных потоков вследствие ее закрытости неровностями рельефа. Скорость ветра на площадке будущего карьера

Таблица 4

При проектировании карьеров необходимо учитывать: 
а) тепловой режим на фиксированных рабочих местах в кабинах горного оборудования; 
б) необходимые противопылевые мероприятия и соответствующие расходы пылеподавляющих веществ; 
в) вероятность нарушения естественного воздухообмена и опасность загрязнения атмосферы карьерного пространства при определенном сочетании метеорологических элементов, 
Метеорологические условия на рабочих местах в кабинах горного оборудования должны приниматься в соответствии с требованиями СНиПа (таблица 1, 2). 
Температура, относительная влажность и скорость движения воздуха регламентируются как на теплый, так и на холодный периоды года, исходя из категории работы по ее тяжести.

3.2.4. Порядок проектирования  искусственной вентиляции

 
 
Расчет вентиляции производственных помещений включает в себя определение  необходимого количества воздуха и  аэродинамический расчет вентиляционной сети. 
 
Проектирование вентиляции рекомендуется поводить в следующем порядке:

1.  
   Устанавливаются необходимые исходные данные (назначение помещения, число и типы оборудования, размеры помещения, количество работающих людей и др.).
2.  
   Определяется количество выделяющихся вредностей (по данным практики или расчетом).
3.  
   Определяется характер выполняемых работ по тяжести, нормируемые параметры микроклимата, ПДК вредных веществ, выделяющихся в воздух рабочей зоны.
4.  
   Выбирается способ проветривания.
5.  
   Рассчитывается необходимое для проветривания количество воздуха.
6.  
   Производится аэродинамический расчет вентиляционной сети и выбирается вентилятор.

 
 
 
^

3.2.5. Определение  необходимого количества воздуха

 
 
При проектировании общеобменной вентиляции расчет потребного количества воздуха производится по следующим факторам: 
 
1. По количеству людей: 
 
L=Znq, м³/ч (3.13) 
 
где L – объем приточного (или удаляемого) воздуха, м³1,15 – коэффициент запаса; n – максимальное количество¸/ч; Z=1,10 людей, работающих в течение смены в данном помещении; q – норма подачи воздуха на одного работающего. 
 
Нормы подачи воздуха на одного человека: при отсутствии газообразных выделений в помещениях с объемом на каждого работающего менее 20 м³ – 30 м³/час; в помещениях с объемом от 20 до 40 м³ – 20 м³/час; в помещениях с объемом на одного работающего более 40 м³ – достаточно естественного проветривания за счет форточек и окон, при отсутствии естественной вентиляции – 60 м³/час. 
 
2. По выделению газов и пыли: 
 
L=G/(C₂-C₁), м³/ч (3.14) 
 
где G – количество вредных веществ (газов и пыли), выделяющееся в помещение, мг/ч; С₂ – ПДК газов и пыли, мг/м³; С₁ – концентрация вредных веществ в приточном (чистом) воздуха, мг/м³; С₁0,3С£₂. 
 
3. По выделению избыточного тепла: 
 
L=Q_изб(tr/с₁-t₂), м³/ч (3.15.) 
 
где Q_изб – количество явного тепла, выделяющегося в помещение, кДж/час; с=1,005 кДж/(кг.К) – удельная массовая теплоемкость воздуха; t₁ – температура удаляемого воздуха, ^оС; t₂ - температура приточного воздуха, ^оrС;  - плотность приточного воздуха, кг/м³. 
 
Температура удаляемого из помещения воздуха, при отсутствии фактических данных, может быть определена по формуле: 
 
t₂=t_р.з.t(h-2), (3.16.)D+ 
 
где t_р.з. – нормируемая температура в воздухе рабочей зоны, ^оt – температурный градиент по высоте помещения,DС;  ^оС/м; t принимается наDh – расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;  t=0,5-1,5); 2 – высота рабочей зоны,Dосновании натурных измерений ( м. 
 
Источником загрязнения воздушной среды могут быть также влаговыделения от различных источников. Но, как правило, количество воздуха, определенное из условия удаления избыточного тепла, достаточно и для удаления влаги, поэтому расчет по влаговыделению не производится. 
 
Из вычисленных по вышеуказанным факторам значений для дальнейших расчетов общеобменной вентиляции принимается наибольшее. 
 
Критерием, характеризующим качество проветривания производственного помещения, является кратность воздухообмена: 
 
К=L/V, (3.17.) 
 
где L – количество воздуха, необходимого для воздухообмена, м³/час; V – объем помещения, подлежащего проветриванию, м³. 
 
Количество воздуха, удаляемого местной вентиляцией (отсосом), определяется по формуле: 
 
, (3.18.)nL=3600F 
 
где F – площадь нижнего сечения зонта, м² - скорость движения воздуха вn;  нижнем сечении зонта, м/с. 
 
Рекомендуемые скорости в открытых проемах вентиляционных укрытий:

•  
  0,25 м/с;¸для удаления тепла и влаги – 0,15
•  
  1,2 м/с;¸для камер пульверизационной окраски, постов сварки – 0,8
•  
  для отсосов от круглопильных, фрезерных, плоскошлифовальных, заточных 15 м/с.¸станков - 12

 
Более подробно расчет местной вентиляции рассмотрен в работе [3]. 
 
^

3.2.6. Расчет вентиляционной  сети

 
 
Расчет вентиляционной сети сводится к определению создаваемого вентилятором перепада давления, необходимого для  перемещения по трубопроводу заданного  количества воздуха. Расчет ведется  в следующем порядке:

1.  
   Определяется дебит отсасываемого воздуха от каждого источника выделения вредностей.
2.  
   По рекомендуемым для трубопроводов (с учетом шумности и экономичности вентиляции) скоростям движения воздуха определяется сечение (диаметр) основного трубопровода и ответвлений к пунктам отсосов.

 
В воздуховодах механической вентиляции скорость принимают в пределах 2-10 м/с, в воздуховодах аспирационных  установок (например, отсос пыли) – 10-25 м/с.

3.  
   Вычерчивается расчетная схема системы вентиляции.
4.  
   Определяется напор, необходимый для перемещения воздуха по наиболее длинному и сложному в отношении сопротивлений направлению.
5.  
   Определяется напор в узлах, от которых идут ответвления.
6.  
   Исходя из условий, что потери напора по трудному направлению до узловой точки и по ответвлению должны быть равны между собой, определяется сечение ответвлений, которое регулируется задвижкой, или диаметр трубопровода ответвления, необходимый для соблюдения равенства напоров.
7.  
   По рассчитанным дебиту и напору выбирается вентилятор.

 
Напор, который должен создать вентилятор, определяется по формуле: 
 
(3.19.) 
 
где - суммарный перепад давления на преодоление сопротивления трения, Па; - суммарные потери давления на местные сопротивления, Па. 
 
Потери давления на преодоление сопротивления трения на каждом последовательном участке определяются по формуле (2.22.), потери давления на преодоление местных сопротивлений – по формуле (2.24.). 
 
^

3.3. Вентиляция  карьеров

3.3.1. Источники  загрязнения атмосферы карьеров

 
 
Источники загрязнения атмосферы  карьеров разделяются на внешние и внутренние. Внешние источники располагаются за пределами внешнего контура карьера. К ним относятся: дробилки, обогатительные и агломерационные фабрики, металлургические заводы, вентиляционные стволы шахт, отвалы пустых пород, котельные, автомобильные дороги и др. От внешних источников под действием ветра вредные газы и пыль распространяются в пространство карьера, ухудшая общее состояние атмосферы. 
 
Внутренние источники располагаются в пределах контура карьера и вызывают как местное, так и общее ухудшение атмосферы. К внутренним источникам относятся: буровые станки, выемочно-погрузочные машины, взрывные работы, машины с ДВС, автомобильные дороги, газовыделение из пород, пожары. 
 
Основным средством оздоровления атмосферы карьеров является вентиляция. 
 
^

3.3.2. Естественная  вентиляция карьеров

 
 
Естественная вентиляция карьеров осуществляется под действием естественных причин – энергии ветра (ветровой напор) и энергии термических  сил.  
 
Энергия ветра является основным фактором, обеспечивающим естественное движение воздуха в карьере. Однако, как показывает практика, эффективное проветривание карьеров за счет энергии ветра возможно только до глубины 200 м. 
 
Различают две схемы естественного проветривания карьера за счет энергии ветра – прямоточную и рециркуляционную (рис. 3.13). 
 
 
Рис. 3.13. Схема проветривания карьера энергией ветра: 
а - рециркуляционная;  
б - прямоточная 
 
 
 
Прямоточная схема проветривания (с полуограниченной струей) возникает при скорости ветра на поверхности более . Эта схема°15£a0,8-1,0 м/с и угле откоса подветренного борта карьера обеспечивает более эффективное проветривание, т.к. при ней скорость движения воздуха в карьере мало отличается от скорости ветра на поверхности (U_в), в результате чего в карьере не образуются застойные зоны. 
 
)°15>При большом угле откоса подветренного борта карьера ( образуется свободная струя, которая формирует рециркуляционную схему проветривания. В этом случае имеет место обратная струя в зоне ОВС (рис. 3.13.а), которая приводит к многократной циркуляции (рециркуляции) некоторой части воздуха в карьере. В зоне ОВС в результате этого может накапливаться значительное количество вредностей. Эта зона называется застойной или мертвой. 
 
На практике, в зависимости от реальной геометрии карьеров, возможны случаи, когда одна часть карьера проветривается по прямоточной схеме, другая – по рециркуляционной схеме, т.е. имеют место комбинированные схемы проветривания. 
 
Например, при больших размерах карьера в направлении ветра возможна рециркуляционно-прямоточная схема проветривания (рис. 3.14.а). При этой схеме участок карьера левее сечения А-В проветривается по рециркуляционной схеме, а участок ВСД – по прямоточной схеме. 
 
При переменном угле подветренного борта карьера возможна прямоточно-рециркуляционная схема проветривания (рис. 3.14.б). 
 
 
б) 
 
а) 
 
 
Рис. 3.14. Комбинированные схемы естественного проветривания карьера энергией ветра: а – рециркуляционно-прямоточная; б – прямоточно-рециркуляционная 
 
 
Движение воздуха в карьере под действием термических сил формируется при отсутствии ветра или малой его скорости. При этом возможны две схемы проветривания – конвективная и инверсионная. 
 
Конвективная схема (рис. 3.15.а) возникает при прогретых бортах карьера и малой скорости ветра на поверхности (не более 0,7-0,8 м/с). Борта карьера могут нагреваться солнцем, эндогенным теплом горных пород, при окислительных процессах. 
 
Нагретые борта карьера нагревают находящийся над ними воздух, который начинает перемещаться вверх. Его место занимают опускающиеся сверху холодные массы воздуха. 
 
Инверсионная схема (рис. 3.15.б) образуется также при малых скоростях ветра (до 0,7-0,8 м/с) и охлаждении бортов карьера. При этой схеме прилегающие к бортам слои воздуха охлаждаются и, как более тяжелые, начинают стекать вниз, на дно карьера, подтекая под ранее находившиеся на дне слои более теплого воздуха и вытесняя их вверх. На рисунке: h – глубина слоя инверсии (заполнен холодным воздухом), а – а уровень инверсии (верхняя граница инверсионного слоя). 
 
При инверсионной схеме движения воздуха вынос вредностей из карьера практически не происходит. 
 
 
 
 
Рис. 3.15. Схемы проветривания карьера энергией термических сил: а – конвективная;  
б – инверсионная 
 
 
Кроме рассмотренных схем проветривания карьеров энергией термических сил возможны различные их комбинации, например конвективно-инверсионная схема (рис. 3.16). 
 
 
Рис. 3.16. Комбинированная (конвективно-инверсионная) схема проветривания карьера энергией термических сил 
 
 
^