DD258837A1

DD258837A1 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR PRODUCING LARGE-LARGE DUCK BUMPER

Info

Publication number: DD258837A1
Application number: DD87300871A
Authority: DD
Inventors: Peter Meyer; Alfred Loeffler
Original assignee: Senftenberg Braunkohle
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1988-08-03

Abstract

Die Erfindung dient der Minderung und Beseitigung von Staubbelastungen durch offene Tagebaue, grosse Kippenflaechen, Tagebaurestloecher und unbebaute Boeschungen gegenueber benachbarten Ortslagen oder landwirtschaftlichen Kulturen bei unguenstigen Witterungsbedingungen, wie Trockenheit und Wind. Entsprechend der Aufgabenstellung, unter Verwendung eines Rohrsystems und Duesen eine Staubsperre aus Wassertropfen zu erzeugen, wobei das Wasser verduest aber nicht vernebelt wird und zwischen Anlage und Ortschaft mit dem gebundenen Staub abregnet, wurde gefunden, dass eine in Baugruppen vormontierte Anlage ueber ihre gesamte Laenge gleiche Abstaende von Einzelduesen aufweist, die durch die Art ihrer Ausfuehrung und dem gleichmaessig anstehenden Druck- und Stroemungsverhaeltnissen auf Grund der verwendeten Rohrdurchmesser ein Tropfenspektrum und eine Wasserverteilung in den entstehenden Spruehfaechern erzeugen, deren kinetische Energie bei Beruecksichtigung unterschiedlicher Windgeschwindigkeiten der von natuerlichem Mittel- und Feinregen entspricht. Die gesamte Anlage bedarf keiner Stuetzkonstruktion und arbeitet im Niederdruckbereich.The invention serves to reduce and eliminate dust pollution by open pits, large Kippenflaechen, Tagebaurestloecher and undeveloped Boeschungen against adjacent local situations or agricultural crops in adverse weather conditions, such as drought and wind. According to the task, using a pipe system and Duesen to create a dust barrier from water droplets, the water verduest but not fogged and raining between plant and village with the bound dust, it was found that a preassembled in assemblies plant over their entire length same Due to the nature of their execution and the equally pending pressure and flow conditions due to the pipe diameter used, it produces a drop spectrum and a water distribution in the resulting spray chambers whose kinetic energy, taking account of different wind speeds, corresponds to that of natural medium and fine rain , The entire system requires no support structure and works in the low pressure range.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Erzeugen großflächiger Staubsperren zur Minderung bergbaubedingter Staubbelastungen in unmittelbarer Nähe offener Tagebaue, Tagebaurestlöchern, Kippengeländen sowie Rückhaltebecken für Kohletrübe aus Veredlungsanlagen zu Ortschaften und landwirtschaftlich genutzten Flächen bei Trockenheit und Wind.The invention relates to a method and an arrangement for generating large-scale dust barriers to reduce mining-related dust in the immediate vicinity of open pits, opencast mining holes, dumping areas and retention basins for coal from processing plants to localities and agricultural areas in drought and wind.

Characteristic of the known state of the art

Bedingt durch die Abbau- und Verkippu/igstechnologien in Tagebauen zur Gewinnung verwertbarer Mineralien entstehen große offene Flächen sowie ein sich anschließendes entsprechendes Kippengelände. Diese ohne jeden effektiven Bewuchs über längere Zeit nicht nutzbaren Flächen stellen bei begünstigenden klimatischen Verhältnissen großflächige Staubquellen für umliegende Ortschaften sowie auch landwirtschaftliche Kulturen dar, durch die entstehenden Immissionen ergeben sich erhebliche Umweltbelastungen.Due to mining and tipping technologies in opencast mines to obtain usable minerals, large open areas and a subsequent corresponding tipping area are created. These surfaces, which can not be used over a long period of time without any effective vegetation, provide large-scale sources of dust for surrounding villages as well as agricultural crops under favorable climatic conditions. The resulting emissions result in considerable environmental pollution.

Zur Eindämmung von Beeinträchtigungen der Umwelt sind eine Reihe technologischer Verfahren und Einrichtungen bekannt geworden.A number of technological processes and facilities have become known to curb environmental impact.

So sind Sprühgalerien bekanntgeworden und in Fachzeitschriften beschrieben („Braunkohle — Tagebautechnik" Köln, 3/84), die vorrangig an Rändern des offenen Tagebaues zu Ortschaften hin installiert werden. Sie bestehen aus einer Anzahl von Masten, die mit Düsen bestückt und an eine Rohrleitung angeschlossen sind. Durch die Anordnung von einzelnen Masten im größeren Abstand und die Bestückung jedes Mastes mit zwei Düsen ergibt sich im Bereich der eng beieinanderstehenden Düsen eine Verdichtung des Wasserschleiers, die zwischen den einzelnen Masten wesentlich geringer ist. Somit ist keine gleichmäßig dichte Versprühung des Wassers gegeben und bei starken Immissionen ein Auffangen und Binden des Stau bes nicht vollständig gewährleistet. Außerdem liegt der Wasserverbrauch je Quadratmeter besprühter Fläche zu hoch, dies führt bei längerem Betrieb in der unmittelbaren Umgebung der Sprühgalerie zu Auswaschungen und Bodenerosion, da die großen Wassermengen in der gegebenen Zeit nicht spurlos versickern können. Auch ist auf Grund der verwendeten Düsen nur die Verwendung von Brauch- und Nutzwasser möglich.For example, spray galleries have become known and have been described in specialist journals ("Lignite - Opencast Technology", Cologne, 3/84), which are primarily installed at the edges of open-pit mines and consist of a number of masts, which are equipped with nozzles and connected to a pipeline The arrangement of individual masts in the larger distance and the equipping of each mast with two nozzles results in a densification of the water curtain in the area of the closely spaced nozzles, which is considerably smaller between the individual masts In addition, the water consumption per square meter of sprayed area is too high, resulting in leaching and soil erosion during prolonged operation in the immediate vicinity of the spray gallery, as the large amounts of water in the gegeb time can not seep away without a trace. Also, due to the nozzles used only the use of domestic and industrial water is possible.

Weitere Verfahren sehen eine Staubbkämpfung durch eine Begründung der betreffenden Flächen vor. Dies macht aber ein Einebenen zur Vorbedingung, was nicht immer technologisch möglich und notwendig ist, u.a., wenn vorhandene Kippenflächen nochmals bergbaulich bearbeitet werden sollen. Zu einer erfolgreichen Begründung bedarf es aber auch einer entsprechenden Schicht kulturfreundlichen Bodens, der bei vorwiegend pleistozänen Sanden im Braunkohlentagebau nicht vorhanden ist. Andere Verfahren sehen eine Staubbekämpfung durch eine Versiegelung der Oberfläche von staubenen Flächen, Böschungen und ähnlichem vor.Other methods provide dust control by justification of the surfaces concerned. However, this makes a leveling a precondition, which is not always technologically possible and necessary, inter alia, if existing tilting surfaces are to be processed again mining. For a successful justification, however, it also requires a corresponding layer of culture-friendly soil, which is not present in predominantly Pleistocene sands in lignite mining. Other methods provide for dust suppression by sealing the surface of dusty areas, slopes and the like.

So ist in der DE-EB 2 300586 ein Verfahren zur Staubbekämpfung auf Flächen beschrieben, welches eine wäßrige Calciumchlorid- und/oder Magnesiumchloridlösung vermischt mit Wasser vorsieht, welche durch Verregnungs- oder Wassersprengeinrichtungen aufzubringen ist. Diese Art der Staubbindung bleibt jedoch auf kleine und ebene Flächen 'beschränkt, da der Aufwand beispielsweise für eine viele Hektar große Kippenfläche unvertretbar hoch ist und nur unter Vorbedingungen, wie Planierarbeiten, eine Anwendung möglich wäre. Es wären auch mehrere Wiederholungen notwendig, da die genannten Lösungen vom Niederschlag ausgewaschen werden und damit schnell im Untergrund versickern. Ein ähnliches Mittel und Verfahren ist in der DE-EB 2447 636 beschrieben, hier wird in einer wäßrigen Lösung Polyglyzerm verwendet. Auch dieser Stoff ist wasserlöslich und die staubbindende Schicht ist in kurzer Zeit wieder ausgewaschen und wirkungslos. 'Thus, in DE-EB 2 300 586 a method for controlling dust on surfaces described which provides an aqueous calcium chloride and / or magnesium chloride solution mixed with water, which is applied by Verregnungs- or water blasting facilities. However, this type of dust binding remains 'limited to small and flat surfaces' because the effort is unacceptably high, for example, for a large acre tilting surface and only under conditions such as grading, an application would be possible. It would also several repetitions necessary because the solutions mentioned are washed out of the precipitate and thus quickly seep underground. A similar agent and method is described in DE-EB 2447 636, here is used in an aqueous solution of polyglycol. Also, this substance is water-soluble and the dust-binding layer is washed out again in a short time and ineffective. '

Andere Verfahren sehen Wasserglas, Sulfitablauge sowie Zement- oder Kalkmilch zur Staubbindung vor. Sie ergeben jedoch alle keine positiven Ergebnisse für den Zweck einer Verminderung der Staubbelästigung für die Umgebung in der Nähe großer staubintensiver Flächen. Andere unterschiedliche Verfahren zur Staubbekämpfung und Staubbindung sind noch bekannt geworden, die u.a. für den Untertagebetrieb sowie für räumlich begrenzte Anlagen oder unbehauste Arbeitsstätten Anwendung finden. Hier erfolgt die Bekämpfung der Umweltbelästigung durch Staub mittels Besprühen oderTränken, über eine Staubbindung mittels Wassernebel direkt am Ort der Entstehung, durch Salzen sowie durch Filtern und Absaugen oder Luttensprühringe. Meist werden diese Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen dazu unmittelbar am Abbauorgan von Fördergeräten oder Schächten im Untertagebetrieb angewendet. Eine Anwendung für großflächige Anlagen zur Staubbekämpfung über Tage ist nicht möglich, da die erreichbaren technischen Parameter den Anforderungen nicht genügen.Other methods include water glass, sulfite waste liquor and cement or lime milk for dust binding. However, they do not give any positive results for the purpose of reducing dust pollution in the vicinity of large dust-intensive areas. Other different methods for dust control and dust binding are still known, the u.a. be used for underground operations as well as for limited facilities or unmanned workplaces. Here, the fight against environmental pollution by dust by spraying or drinking, on a dust binding by means of water mist directly at the place of origin, by salting and by filtering and suction or Luttensprühringe. Most of these methods and the corresponding devices are applied directly to the mining organ of conveyors or shafts in underground operations. An application for large-scale systems for daytime dust control is not possible because the achievable technical parameters do not meet the requirements.

Object of the invention

Das Ziel derErfindung ist es, schädliche Umwelteinwirkungen sowie Belästigungen durch Staubeinwirkung auf Ortschaften und landwirtschaftliche Kulturen in der Nähe von brachliegenden Kippen, offenen Tagebauen, Restlöchern und unbebauten Böschungen zu vermindern oder zu vermeiden.The aim of the invention is to reduce or avoid harmful environmental effects as well as disturbing effects of dust on localities and agricultural crops in the vicinity of fallow dumps, open open pits, remaining holes and undeveloped slopes.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung eines Rohrsystems und Düsen eine Staubsperre aus Wassertröpfchen zu erzeugen, wobei das Wasser verdüst aber nicht vernebelt wird und mit dem gebundenen Staub abregnet, jedoch ein Abdriften des Wasser-Staubgemisches auch bei höheren Windgeschwindigkeiten nicht auftreten kann. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß eine in Baugruppen vormontierte Anlage mit Einzeldüsen versehen ist, die in Verbänden geordnet sind und optimale Sprüheffekte sichernde Abstände untereinander aufweisen, wobei die Wasserversorgung durch eine zentrale Zuleitung über ein in der Dimensionierung abgestimmtes Rohrsystem aus dem Grubenwasser eines Tagebaues für alle Verbände erfolgt, wodurch an jeder Einzeldüse gleiche Druck- und Strömungsverhältnisse anliegen und damit ohne Druckerhöhungsstationen auszukommen ist, dabei entspricht das erzeugte Tropfenspektrum in seiner Größe und die Wasserverteilung in einem entstehenden Sprühfächer durch die gewählte Form der Einzeldüsen der kinetischen Energie von Tropfen, die unter Berücksichtigung unterschiedlicher Windgeschwindigkeiten natürlicher Mittel- und Feinregen aufweist, wobei sich die einzelnen Sprühfächer nur unwesentlich überschneiden. Die Anordnung zur Verfahrensdurchführung zeichnet sich dadurch aus, daß an einem Rohrsystem, welches zur Stützung und Stabilisierung Verstrebungen aufweist, an den Rohrenden mit relativ großen Düsenbohrungen versehene und aus korrosionsfreiem Material bestehende Schräglächen-Pralldüsen angeordnet sind, die einen Prallflächenwinkel zwischen 50° und 55° aufweisen, wobei jeweils vier Schrägflächen-Pralldüsen an einem Rohrsystem angeschlossen und zu einem Sprühverband zusammengefaßt sind und die jeweiligen Abzweigungen der Rohrleitungen zu den einzelnen Düsen zueinander einen rechten Winkel einschließen, dabei liegt der Öffnungswinkel des Sprühfächers bei vorzugsweise 80°. Die gesamte Anlage arbeitet im Niederdruckbereich.The invention has for its object to produce a dust barrier from water droplets using a pipe system and nozzles, the water is atomized but not atomized and raining with the bound dust, but drifting of the water-dust mixture can not occur even at higher wind speeds. According to the invention, this is done in that a preassembled in assemblies plant is provided with individual nozzles, which are arranged in associations and optimal spray effects securing intervals with each other, the water supply through a central supply via a coordinated in the sizing pipe system from the mine water of an open pit mine for all Associations takes place, which rest on each individual nozzle equal pressure and flow conditions and thus get along without pressure booster stations, while the generated droplet spectrum in size and the water distribution in a resulting Sprühfächer by the selected form of the individual nozzles of the kinetic energy of drops, taking into account having different wind speeds of natural medium and fine rain, with the individual Sprühfächer overlap only slightly. The arrangement for carrying out the method is characterized in that arranged on a pipe system, which has struts for support and stabilization, provided at the pipe ends with relatively large nozzle holes and consisting of corrosion-free material Schräglächen-baffles having a baffle angle between 50 ° and 55 ° each having four inclined surface baffles are connected to a pipe system and combined to form a Sprühverband and the respective branches of the pipes to the individual nozzles to each other form a right angle, while the opening angle of the Sprühfächers is preferably 80 °. The entire system works in the low pressure range.

embodiment

An Hand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher beschrieben werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine Seitenansicht einer Staubsperre.With reference to an embodiment, the invention will be described in more detail. The accompanying drawing shows a side view of a dust barrier.

In Gebieten unmittelbarer Nachbarschaft von offenen Tagebauen, großen Kippenflächen, für Abwasser genutzten Restlöchern oder großen unbebauten Böschungssystemen zu angrenzenden Gemeinden kommt es bei Trockenheit und Wind zum großflächigen Aufwirbeln von Staub, der die Lebensqualität der Bewohner erheblich beeinträchtigt und eine hohe Belastung darstellt. Um diese Beeinträchtigungen auf ein verträgliches Mindestmaß zu reduzieren oder ganz auszuschalten, war eine großflächig wirkende Staubsperre zu entwickeln.In areas immediately adjacent to open opencast mines, large tilting areas, wastewater drainage holes or large undeveloped embankment systems to adjacent communities, dryness and wind cause large-scale turbulence of dust, which significantly impairs the quality of life of the residents and places a heavy burden on them. In order to reduce these impairments to a tolerable minimum or eliminate them altogether, a large-scale dust barrier had to be developed.

Es wurden Rohrleitungen 1 zu einem Verband zusammengefaßt, der jeweils vier Rohrenden zur Aufnahme von Einzeldüsen 2 vorsieht. Dabei ist der Abstand von einer Einzeldüse 2 zur anderen konstant, das trifft auch auf die nachfolgend angeschlossenen Rohrverbände zu. Durch Verstrebungen 3 zwischen den Rohren 1 wird das gesamte System gestützt und stabilisiert, ohne das eine zusätzliche Mastkonstruktion erforderlich ist. Durch den optimalen Öffnungswinkel des Sprühfächers 4 von vorzugsweise 80° wird eine gleichmäßig dicht beregnete Staubsperre erreicht, die Sprühfächer 4 der einzelnen Düsen 2 überschneiden sich nur geringfügig. Dabei handelt es sich um Schrägflächen-Pralldüsen, die im Niederdruckbereich bis 1,0MPa arbeiten, der Prallflächenwinkel liegt zwischen 50° und 55° bei einer entsprechenden Düsenbohrung, wobei korrosionsfreies Düsenmaterial Verwendung findet. Dabei liegen ca. 75%-80% des Wasserdurchsatzes im Tropfenbereich von 0,5 bis 2,0 Millimetern. Bei diesen Parametern entsteht das für die Staubbindung unter den vorgegebenen Bedingungen günstigste Tropfenspektrum bei ausreichender Sprühfläche und minimalstem Wasserdurchsatz, wobei auf Grund der Tropfengröße ein geschlossener, genügend hoher und dichter Tropfenvorhang erzeugt wird, der den aufgewirbelten Staub bindet und sich zwischen Anlage und Ortslage abregnet. Pipes 1 were combined to form a bandage, each of which provides four pipe ends for receiving individual nozzles 2. The distance from a single nozzle 2 to the other is constant, which also applies to the subsequently connected pipe assemblies. By bracing 3 between the tubes 1, the entire system is supported and stabilized without an additional mast construction is required. Due to the optimum opening angle of the spray fan 4 of preferably 80 °, a uniformly dense sprinkled dust barrier is achieved, the spray fans 4 of the individual nozzles 2 overlap only slightly. These are inclined surface impact nozzles that operate in the low pressure range up to 1.0 MPa, the baffle angle is between 50 ° and 55 ° with a corresponding nozzle bore, with corrosion-free nozzle material is used. About 75% -80% of the water throughput is in the drop range of 0.5 to 2.0 millimeters. These parameters create the most favorable for the dust binding under the given conditions drop spectrum with sufficient spray area and minimal water flow, which is due to the drop size a closed, sufficiently high and dense drop curtain is generated, which binds the dust stirred up and raining between plant and local situation.

Über ein im Rohrdurchmesser abgestimmtes Rohrsystem von vorzugsweise NW500 bis NW25 erfolgt die Zuleitung 5 von anfallenden Grubenwasser zu den einzelnen Rohrverbänden aus derTagebauentwässerung, so daß an jeder Einzeldüse 2 etwa die gleichen Druck-und Strömungsverhältnisse anliegen.About a pipe diameter tuned pipe system of preferably NW500 to NW25, the supply line 5 of accumulating mine water to the individual pipe assemblies from the Tagbauentwässerung so that abut each individual nozzle 2 about the same pressure and flow conditions.

Durch das günstige Tropfenspektrum und die Verteilung des versprühten Wassers wird ein Oberflächenabfluß und somit eine Bodenerosion vermieden.Due to the favorable droplet spectrum and the distribution of the sprayed water a surface runoff and thus a soil erosion is avoided.

Claims

claims:

1. A method for generating large-scale dust barriers to reduce mining dust due to open pits, dumping areas, opencast mining pits or retention basins in the immediate vicinity of localities and agricultural crops in adverse weather conditions using a piping system and a nozzle assembly for generating a water fan for dust binding when passing this fan, characterized characterized in that a preassembled in assemblies plant with individual nozzles (2) is arranged in associations, optimal spray effects securing intervals, the water supply through a central supply line (5) via a tuned in the Dimensiohierung pipe system from the unclean mine water of an opencast mine takes place, whereby at each individual nozzle (2) bear the same pressure and flow conditions and a pressure booster station is not necessary, while the generated droplet spectrum corresponds i n an emerging Sprühfächer (4) in its size and water distribution through the selected dimensions of the individual nozzles (2) of the kinetic energy of drops, which, taking into account different wind speeds, natural medium and fine rain, wherein the individual Sprühfächer (4) only slightly overlap.

2. Arrangement for generating large-scale dust barriers, characterized in that arranged on a pipe system (1), which for supporting and stabilizing struts (3), provided at the pipe ends with relatively large nozzle bores and consisting of corrosion-free material inclined surface baffles (2) are, which have a baffle angle between 50 ° and 55 °, preferably four inclined surface baffles (2) are combined to form a pipe system and belong to a spray, the respective branches of the pipes to the individual nozzles (2) form a right angle , the opening angle of the Sprühfächers (4) is preferably 80 °.

3. A method and arrangement for generating large-scale dust barriers according to claims 1 and 2, characterized in that the entire system operates in the low pressure range to 1.0 MPa.