54. Источники пылевыделения в шахтах.

Проведение выработок комбайновым способом сопровождается повышенной запыленностью воздуха в призабойном пространстве, возможностью газовыделения из породных обнажений. Основными источниками пылевыделения при проходке выработок комбайнами являются:

•          процесс резания породы и угля рабочим органом;

•          погрузка, перегрузка и транспортирование горной массы;

•          вторичное завихрение осевшей пыли.

Дальнейшее распространение комбайнового способа проведения выработок во многом зависит от эффективности борьбы с пылью. Запыленность воздуха в проходческом забое при отсутствии специальных средств пылеподавления достигает 2000—3000 мг/м3 и более, что недопустимо для нормальных условий работы обслуживающего персонала и оборудования. Кроме того, интенсивное пылеобразование при работе по углю значительно повышает опасность ведения работ в условиях шахт, опасных по пыли. Интенсивность пылеобразования и запыленность воздуха зависят от следующих факторов: физико-механических свойств угля и пород, способа разрушения забоя, скорости проведения выработки, способа погрузки и применяемых средств доставки разрушенной горной массы, эффективности применяемой системы проветривания забоя и средств пылеподавления.

Одним из основных средств борьбы с пылью является проветривание. Правильно организованное проветривание забоя значительно снижает запыленность воздуха на рабочих местах.

55. Тепловой режим шахт и карьеров. Общие сведения.

Общие сведения Тепловой режим угольных шахт зависит от следующих факторов:

• температуры поступающего в шахту воздуха;

• температуры пород;

• влажности атмосферы;

• скорости движения и количества проходящего по выработкам воздуха и др. 

Изучение теплового режима и управление им имеет большое значение для создания санитарно- гигиенических условий и нормального самочувствия трудящихся в процессе работы. Кроме того, при недостаточном внимании к тепловым процессам может быть нарушена нормальная работа шахтного подъема и вентиляторной установки, вследствие обмерзания устьев стволов, рабочих лопаток и каналов вентиляторов в зимнее время. Большое влияние тепловые условия оказывают на самочувствие трудящихся. Это объясняется тем, что в человеческом организме в процессе жизнедеятельности образуется тепло. Для поддержания постоянной температуры человеческого тела все образовавшееся тепло должно быть выведено из организма. В целях создания нормальных условий работы в шахтах ПБ регламентируются температура и скорость движения воздуха. ^ 9.2 Тепловой режим и тепловой баланс В первой половине девятнадцатого века было замечено, что с переходом на разработку более глубоких горизонтов возрастает температура горных пород и, как следствие, повышается температура воздуха и ухудшаются условия работ. При температуре воздуха более 28^оС производительность труда шахтеров снижается на 30÷40%; кроме того, работа в таких неблагоприятных условиях действует изнуряюще, вызывает сонливость, ослабляет внимание. Основным фактором, определяющим температуру воздуха в шахтах, является температура горных пород. С 30-х годов XIX века проводились исследования по определению геотермической ступени, т.е. расстояния в метрах, при углублении на которое температура пород увеличивается на 1^оС. При этом за начало отсчета принималась зона постоянной средней годовой температуры, находящаяся на глубине 20÷40 м от поверхности. В настоящее время геотермия основных горнопромышленных районов изучена до глубины порядка 2000 м, а местами – до 3000 м. Геотермическая ступень в Донбассе изменяется от 36 до 43 м. Температура воздуха в шахтах в зависимости от их глубины и географического расположения изменяется в очень широких пределах и может быть как положительной, так и отрицательной; влажность же обычно держится на высоком уровне – около 70%, повышаясь до 90% и более в обводненных выработках. ^ Тепловой баланс – соотношение между тепловыделением из различных источников, для каждой шахты свой, но все же можно говорить о среднем балансе. Для Донбасса теплоотдача от горных пород на глубине 900÷1100м составляет 42÷52%, от окисления угля и дерева, соответственно, 32 и 26%, от охлаждения добытого полезного ископаемого – 8÷9%, от работы механизмов – до 9%, от прочих источников – 5÷6%. Поскольку наибольшее влияние на температуру воздуха в угольной шахте оказывает тепловыделение из горных пород и, вследствие того, что расстояние от воздухоподающего ствола до очистных забоев достигает нескольких километров, температура воздуха в последних близка к температуре пород. Суточные колебания температуры воздуха на поверхности выравниваются уже в околоствольных дворах и практически не отражаются на температуре воздуха в очистных забоях. Сезонные колебания температуры в очистных забоях составляют 1÷5^оС; В гидрошахтах в зимнее время температура воздуха ниже летней на 4÷12^оС. Тепловые расчеты для определения ожидаемой температуры воздуха в очистных и подготовительных забоях необходимы при проектировании глубоких шахт, а также шахт любой глубины, расположенных в области вечной мерзлоты, в целях установления необходимости искусственного охлаждения или нагрева воздуха и получения необходимых данных для расчета холодильных машин или калориферов.

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. 1.1 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 [61, 63, 66, 93, 95].