2. Технические средства и технологические мероприятия пылеподавления
Для пылеподавления при различных производственных процессах при-
меняются технические средства и технологические мероприятия (см. табл. 5):
- рациональные схемы вскрытия и системы разработки;
- снижение диаметра бурового инструмента;
- бурение шпуров с промывкой (расход воды на перфоратор от 5 до 10
л/мин);
- осаждение пыли водяной завесой (переносными оросителями с расхо-
дом 0,1-0,2 л/с);
- сокращение вторичного дробления;
- сухое пылеулавливание, пылеуловителями типа ВНИИ-1м-60, ДСН-3,
УП3, ПВ-1 и другими;
- нагнетание воды в угольный пласт;
- вентиляция общешахтная и местная;
- индивидуальные средства защиты от пыли…
В рудниках и шахтах возможно горение крепи, смазочных материалов, электрооборудования, угля, сернистых руд. Профилактика пожаров заключает- ся, прежде всего, в недопущении окисления кислородом горючих веществ: полная изоляция выработанного пространства, заиливание отбитой руды, за- кладка пустот, изоляция горючих целиков. Тушение пожаров чаще всего про- изводится за счёт разбора очага пожара и применения огнетушителей, реже – за счёт самозатухания при ограничения доступа кислорода к месту пожара.
Классификация
способов
борьбы
с
рудничной
пылью
№ |
Классификационный при- знак |
Способ борьбы с пылью |
Оборудование, параметры использо- вания способа борьбы |
Область примене- ния |
1 |
Исключение (или значитель- ное уменьшение) образова- ния пыли косвенным мето- дом |
Применение отбойных органов крупного скола |
Шнековый исполнительный орган, длинный и короткий забой |
При разработке уг- ля |
Предварительное нагне- тание в пласт воды или растворов (без гидро- разрыва) |
Насосные установки, буровой станок, дозаторы. Добавки в воду: смачива- тель ДБ (0,2-0,5%), глицерин (или ка- тамин 0,2-1%) индустриальное масло (0,2-2%), жидкое стекло (0,1-0,9%) и др. Параметры: длина скважин до 25 м, диаметр 45-55 мм, расстояние ме- жду скважинами 10-30 м, удельный расход воды 10-40 л/т, давление 29 МПа, темп нагнетания – до 30 м/мин |
При разработке уг- ля и руды |
||
2 |
Пылеподавление при её образовании |
Применение высокона- порных форсунок |
Конусная форсунка, фильтр, редук- тор. Давление воды 5,8-9,7 МПа, рас- ход воды 15-20 л/т, добавки смачива- теля ДБ |
Поверхность шахт и карьеров, уголь- ные комбайны |
Пневмогидроподавление |
Краны-тройники, рукава для подачи воды и сжатого воздуха. Давление воды и сжатого воздуха 0,48-0,58 МПа, расход соответственно 25 л/т и 0,4 м3/т |
Очистные и про- ходческие комбай- ны. Уголь и поро- ды I-VII групп за- пылённости |
|
|
Подавление пеной |
Пена различного содержания, пено- генераторы. Расход 3% раствора пе- нообразователя 12-15 л/т при ком- байновой выемке |
|
3 |
Улавливание распростра- нившейся в воздухе пыли |
Орошение |
1. Туманообразователи. Расход воздуха не менее 50 м3/с 2. Водяные завесы – однорядные и многорядные ВЗ—1, ВЗ-2. Расход 3 воды не менее 0,1 л/м проходящего воздуха 3. Завеса с ионизацией воды элек- трическим зарядом 2,7*10-6 К*л/г, процент улавливания пыли размером 0,7-5,6 мкм – 60% |
Поверхность шахт и карьеров, горные выработки, места перегрузки |
Сухое пылеулавливание |
1. Шахтный пылесос, 130 м3/мин, очистка на 96% 2. Аспираторный улавливатель: ткань, инерционная ультразвуковая или гидроакустическая камера |
Пласты угля V-VII групп запылённо- сти Породы. Глубокие горизонты. Калий- ные шахты |
||
4 |
Нейтрализация осевшей пы- ли |
Связывание пыли полимерами, растворами |
1. Водный раствор полимера К-4 2. Битумная эмульсия 3. Раствор хлористого кальция (20-35%) и смачиватель ДБ (1-2%) |
Бока выработок, почва, борта карь- еров, стволы |
5 |
Нейтрализация условий воспламенения |
Применение перегретого пара |
Специальный взрываемый термостат. Температура перегретой воды 190- 0 200 С. Расход воды при сечении вы- работки 8 м2 30-40 кг, пара 9-12 м3. Полная нейтрализация площади 30-40 м2 |
Для борьбы со взрывными газами в выработках |
|
|
Применение бикарбоната натрия |
Порошок ПСБ-2 во взрываемых паке- тах, расход 420 г/м3 |
|
6 |
Локализация взрывов пыли |
Осланцевание вырабо- ток (или побелка) |
Добавка в пыль инертных веществ (смесь известняка, доломита, раку- шечника). Норма осланцевания – ми- нимальное количество инертных, не- обходимое для нейтрализации взрыв- чатых свойств. |
Для предотвраще- ния взрывов осев- шей пыли |
Установка сланцевых (или водяных) заслонов |
Инертная пыль (или вода) заполняет сосуды, легко опрокидывающиеся при взрыве, или управляемые. Нормы инертной пыли в сланцевых заслонах 400 кг/м2 сечения основной выработ- ки и 200 кг/м2 сечения других выра- боток. Расход воды в сланцевых за- слонах - 120 л/м2. Основные сланце- вые заслоны устанавливаются на рас- стоянии не менее 60 м и не более 300 м от забоев (водяные заслоны – соот- ветственно на расстоянии 75-250 м от забоев). |
Горные выработки |
3. Аппаратура и способы проветривания тупиковых выработок
Проветривание тупиковых забоев должно обеспечивать:
удаление из выработки в расчетное время ядовитых газообразных продуктов разложения взрывчатых веществ (ВВ);
разбавление и удаление из выработок ядовитых и взрывчатых газов, выделяющихся из пород и полезного ископаемого;
создание нормальной температуры воздуха в забое и во всей выработке.
Проветривание осуществляется за счет совместного действия вентиляторов главного проветривания и естественной тяги, а также местных побудителей вентиляции: вентиляторов местного проветривания (ВМП), эжекторов и т.п. Выработки, проводимые парным забоем, в большинстве случаев проветриваются за счет общешахтной вентиляции и работы ВМП.
При составлении схем проветривания необходимо учитывать требования ПБ: вентилятор местного проветривания должен быть установлен в выработке со свежей струей на расстоянии не менее 10м от струи, выходящей из устья тупиковой выработки; производительность ВМП не должна превышать 70% от дебита струи, из которой вентилятор забирает свежий воздух. При проведении выработок на вентиляционном горизонте с разрешения главного инженера шахты допускается установка ВМП на исходящей струе, но при условии, что содержание метана в ней не превышает 0,5%, а содержание ядовитых газов находится в пределах установленных санитарных норм.
Различают следующие способы проветривания: нагнетательный, всасывающий и несколько видов комбинированного.
Нагнетательный способ (рис.19.1) применяется в выработках, где из стенок, кровли или почвы выделяются горючие (метан, водород) или ядовитые (сероводород, сернистый газ, окись углерода) газы, а также обескислороженный воздух. В остальных случаях можно применять любой способ проветривания.
100
Р
исунок
19.1
–
Нагнетательное проветривание
Достоинства этого способа заключаются в интенсивном перемешивании воздуха в призабойном пространстве и разбавлении его свежим воздухом, поступающим из конца воздухопровода. Исходящая из забоя струя выходит по выработке к устью, захватывая по пути все вредные и взрывчатые газообразные примеси, выделяющиеся из стенок, кровли и почвы выработки. К достоинствам следует отнести и то, что возможно применение гибких (матерчатых, прорезиненных и иных) трубопроводов, удобных в эксплуатации.
Основной недостаток способа - загазирование всей выработки и необходимость постепенного разбавления этих газов до санитарных норм, что при большом объеме (длине) выработок требует установки вентиляторов значительной производительности и труб большого диаметра.
Всасывающий способ проветривания (рис. 19.2) может применяться, когда из стенок, кровли и почвы выработки не выделяются взрывчатые и ядовитые газы.
Рисунок 19.2 – Всасывающее проветривание
Достоинства этого способа заключаются в том, что высасываемый из призабойного пространства воздух, содержащий продукты разложения ВВ, удаляется по вентиляционным трубам, а по выработке от устья к забою движется свежая струя, поэтому работы могут не прекращаться. В первые минуты проветривание происходит интенсивно, вследствие засасывания в трубы воздуха с очень высокой концентрацией ядовитых газов, определяемой количеством взорванного ВВ и объемом зоны отброса газов от забоя. Однако, затем интенсивность проветривания снижается, вследствие засасывания в трубы относительно чистого воздуха, несмотря на то, что в призабойной части застаивается воздух, содержащий взрывные газы высокой концентрации. Этот способ проветривания очень эффективен в тех случаях, когда конец вентиляционных труб отстоит от забоя на расстояние 2÷3м, но последнее осуществить трудно. Зависимость эффективности всасывающего проветривания от длины выработки невелика, поэтому данный способ рекомендуется для проветривания выработок большой протяженности.
Основной недостаток способа – невозможность применения гибких трубопроводов. Этот недостаток может быть устранен, если вентилятор устанавливать не в выработке со свежей струей, а непосредственно в тупиковой выработке близ забоя (рис. 19.3). В этом случае трубопровод состоит из отрезка жесткого трубопровода l1, наращиваемого по мере проведения выработки, и гибкого трубопровода l2. Через некоторое расстояние вентилятор переносится ближе к забою, а часть жесткого трубопровода, оказавшуюся при этом на стороне нагнетания, заменяют гибким.
Рисунок 19.3 – Всасывающее проветривание призабойным вентилятором
Достоинства этого способа заключаются в том, что высасываемый из призабойного пространства воздух, содержащий продукты разложения ВВ, удаляется по вентиляционным трубам, а по выработке от устья к забою движется свежая струя, поэтому работы могут не прекращаться. В первые минуты проветривание происходит интенсивно, вследствие засасывания в трубы воздуха с очень высокой концентрацией ядовитых газов, определяемой количеством взорванного ВВ и объемом зоны отброса газов от забоя. Однако, затем интенсивность проветривания снижается, вследствие засасывания в трубы относительно чистого воздуха, несмотря на то, что в призабойной части застаивается воздух, содержащий взрывные газы высокой концентрации. Этот способ проветривания очень эффективен в тех случаях, когда конец вентиляционных труб отстоит от забоя на расстояние 2÷3м, но последнее осуществить трудно. Зависимость эффективности всасывающего проветривания от длины выработки невелика, поэтому данный способ рекомендуется для проветривания выработок большой протяженности.
Основной недостаток способа – невозможность применения гибких трубопроводов. Этот недостаток может быть устранен, если вентилятор устанавливать не в выработке со свежей струей, а непосредственно в тупиковой выработке близ забоя (рис. 19.3). В этом случае трубопровод состоит из отрезка жесткого трубопровода l1, наращиваемого по мере проведения выработки, и гибкого трубопровода l2. Через некоторое расстояние вентилятор переносится ближе к забою, а часть жесткого трубопровода, оказавшуюся при этом на стороне нагнетания, заменяют гибким.
При такой установке вентилятора сочетаются преимущества всасывающего проветривания с возможностью применения гибких трубопроводов. Расчеты показывают, что при этом на участке выработки l2 в результате утечек воздуха из гибкого трубопровода несколько повышается содержание окиси углерода, но, как показывает практика, концентрация газа не превышает допустимых санитарных норм. Основная часть газов выбрасывается из конца трубопровода в исходящую струю.
К
омбинированное
проветривание
может осуществляться одним вентилятором
(рис. 19.4), работающим сразу после взрывания
ВВ на всасывание, а затем через некоторое
время переключаемым на нагнетание. На
расстоянии от забоя, не превышающем
50м, устанавливается перемычка.
Рисунок 19.4 – Комбинированное проветривание одним венти-
лятором с установкой перемычки
Достоинство такого способа проветривания заключается в том, что за время всасывающей работы вентилятора, определяемое расчетом, по вентиляционным трубам выносится основная масса ядовитых газов, а за последующее время (режим нагнетания) газы, в небольшом количестве оставшиеся в призабойном пространстве, рассредоточиваются по части выработки, прилегающей к забою, не доходя до ее устья, вследствие чего исключается рециркуляция воздуха. Недостаток способа – необходимость применения жесткого трубопровода и реверсирование вентилятора, что усложняет его установку.
Комбинированное проветривание двумя вентиляторами с перемычкой (рис. 19.5) или без перемычки (рис. 19.6) заключается в том, что основной вентилятор, устанавливаемый в устье выработки, работает на всасывание, а вспомогательный, меньшей производительности, работает в нагнетательном режиме и предназначен для перемещения воздуха в заперемыченном пространстве или, при работе без перемычки, в пространстве, определяемом зоной активного действия вспомогательного вентилятора, с тем, чтобы ядовитые газы были распределены по этому объему как можно равномернее.
Рисунок 19.5 – Комбинированное проветривание двумя вентиля-
торами с установкой перемычки
Рисунок 19.6 – Комбинированное проветривание двумя вентилято-
рами без перемычки
Достоинство такого способа проветривания заключается в том, что выработка заполнена свежим воздухом, проветривание осуществляется быстро, что позволяет использовать этот способ при большой длине выработок, применяя относительно небольшие вентиляторы, а также при скоростном проведении выработок.
Штреки, бремсберги и уклоны большой протяженности, как правило, проводят в виде парных выработок (рис. 19.7) и не более чем через 30 м сбивают печами или просеками. Печи, кроме последней, закрывают чураковыми или каменными перемычками, в качестве временных устанавливают дощатые перемычки с засыпкой и промазкой их глиной.
В
газовых шахтах, где необходима подача
большого количества воздуха, проветривание
осуществляется, как правило, за счет
общешахтной депрессии, а в тупиковые
забои от последней печи воздух подается
вентиляторами местного проветривания.
Рисунок 19.7 – Проветривание за счет общешахтной депрессии
длинных выработок, проводимых по газоносным
пластам
Билет 16