Вентиляция шахт и карьеров

ной контакт часового механизма застопоривается с помощью пу­ скателя. В таком положении электрическая цепь насоса и часового механизма будет разорвана.

При взрыве от сейсмического действия шар-груз падает с по­ движного контакта, который затем пружиной поджимается к не­ подвижному контакту. При этом замыкается электрическая цепь насоса и стопора часового механизма. Часовой механизм расстопоривается и начинает работать. После нескольких секунд работы часового механизма включается катушка первого соленоида. Кла­

Рис. 77. Схема электрической и воздушной цепи автоматического газозаборщика:

цепь катушки № 2. Клапан катушки № 1 под действием собствен­ ного веса закрывает проход воздуха, а клапан № 2 под действием магнитного поля открывается и т. д.

Подобным образом прибор может отбирать пробы в 18-ти ка­ мерах на протяжении 54 'мин. Если нужно изменить время забора проб в большую или меньшую сторону, подбираются соответствую* щим образом шестерни часового механизма. Прибор переносится двумя рабочими. На установку прибора затрачивается время до 30 мин с учетом сооружения защиты от ударов кусков породы. Место отбора проб выбиралось в ближайшем подходящем месте на расстоянии от взрываемого блока 40—170 м по направлению ветра.

Таким образом, газообразные продукты взрыва достигали авто­ матического газозаборщика в минимально короткое время (до 0,5 мин). За это время газы успевали диффундировать.

Газовая проба, отобранная через 30 сек после взрыва, прини­ малась как загазованность воздуха в момент взрыва.

В табл. 27 приведены данные загазованности воздуха в карьере на расстоянии 100—150 м от центра взрыва по направлению ветра.

Из таблицы видно, что газы, выброшенные непосредственно после взрыва, находятся вблизи уступ,ов незначительное время (до Gмин) и затем продолжительное время (в пределах 1 н) зага­ зованность поддерживается почти на одном уровне непрерывновыделяющимися газами из разрыхленной массы.

§ 6. Борьба с вредными примесями в атмосфере карьеров

Создание нормальных атмосферных условий в карьерах тре­ бует комплексного решения ряда вопросов. К ним относятся: улуч­ шение естественного воздухообмена в карьерах; инженерные меро­ приятия по пыле- и газоподавлению; кондиционирование воздуха в кабинах машинистов горного оборудования; искусственное про­ ветривание отдельных рабочих мест, застойных зон и всего карь­ ерного пространства.

С точки зрения улучшения естественного воздухообмена необ­ ходимо стремиться к тому, чтобы угол откоса бортов карьера не превышал угла расширения свободной струи и большая ось карье­ ра была ориентирована в направлении господствующего ветра. Серьезное внимание необходимо обращать на порядок ведения горных работ, так как при неравномерной отработке уступов в карь­ ере образуются застойные зоны. В соответствии с «розой ветров» следует правильно определить расположение обогатительных и аг­ ломерационных фабрик, шпалопропиточных и других установок,, металлургических заводов, отвалов руды и породы, хвостохранилищ, фабрик и т. п. Выбор места расположения указанных объек­ тов должен производиться с таким расчетом, чтобы газы и пыль от них не могли заноситься в карьер ветром. Кроме того, должны быть предусмотрены эффективные пыле- и газоочистительные установки на заводах и фабриках, укрепление поверхности отвалов и прилегающих площадей, защитное их озеленение и устройства водоемов.

Инженерные и организационные мероприятия по пыле- и газо­ подавлению играют решающую роль в создании нормальных атмо­ сферных условий в карьерах. Организационные мероприятия должны предусматривать: недопущение работ при инверсионных режимах; расстановку оборудования, исключающую нахождение в зоне факела работающих рядом источников выделения вредных примесей; проведение взрывных работ в период максимальной интенсивности естественного воздухообмена; выбор рациональной технологии ведения горных работ с минимальным дроблением и перемещением горной массы. При проектировании новых карье­ ров следует ориентироваться на оборудование с минимальным вы­ делением ядовитых газов и имеющее малую интенсивность пылевыделения.

Важное значение имеет вопрос предупреждения сдувания вет­ ром осевшей в карьере пыли.

Для выяснения зависимости степени сдуваемости пыли с гори­ зонтальной площадки от скорости ветра были выполнены спе­ циальные исследования на экспериментальной установке, показанной на рис. 78. Установка состоит из центробежного венти­ лятора У, для которого приводом служит сериесный электродвига­ тель мощностью 400 вт. Максимальная производительность венти­ лятора 0,2 мг/сек, максимальный напор 450 мм вод ст. К нагнета­ тельному патрубку вентилятора подсоединен металлический трубо­ провод 2 с полезным сечением 12X12 см, длиной 6 м. В средней части трубопровод имеет стеклянные окна 4 для наблюдения за

ЕРп“ РЫТИЯ 15 Печение диффузора на выходе 35X32 см. Диф-

пу^п])оПреДНаЗНаЧеНДЛЯСНИЖенияск0Р0сти воздушного потока при улр^ нп" В РасшиРеннУю часть модели, где производилось измерение-

пУДеЛВН°И ц е н н о с т и воздуха по весовому методу. При отборе fKuni. ЫХ пр°б в качестве фильтра для аллонжей 6 использовалась

& ВДГНаЯ ТКа"Ь ФПП-'5' Для "Ротягиваик» запыленного

оздуха служил специальный пылезаборщик состоящий из аспиратора / и кислотных аккумуляторов 8 типа ЗТМ-14. Скорость

л3Л Г п 0Г0 п1оТ0К/а в трубопроводе плавно регулировалась в преде-

а* °т 0 ДО 10 м/сек с помощью изменения подводимого к двига-

елю и яжения_пылевые дорожки имели длину 35 см и ширину см. Толщина слоя кварцевой пыли принималась 5 мм.

г ™ ГрафИКе РЯС79 показана полученная опытным путем зави­ симость удельной сдуваемости пыли с изменением скорости воз-

сравнительно незначительна и ее изменение носит почти прямо­ линейный характер. С возрастанием скорости более 5 м/сек удельная сдуваемость пыли резко возрастает по параболическому закону.

1 аким образом, при прочих равных условиях запыленность атмо17л.

а — длина карьера по направлению ветра до рабочего места, м\

Ь— высота облака пыли, м\

v— скоро-сть ветра, м/сек.

Высота облака пыли 6, поднимаемой вет­ ром, зависит в основном от действия гравита­ ционных сил и скорости ветра.

При длине карьера 1500 м (например, Кри­ ворожский ЮГОК) и скорости ветра 5 м/сек

Если считать, что пыль поднялась с навет­ ренной стороны карьера в виде облака высотой 30 м, то удельная запыленность движущегося воздуха 1на выходе из карьера будет равняться

N = b U = 3 0 - 5 = 2 ’6 Ш/ М •

При скорости 8 м/сек запыленность будет соответственно равна 5,6 мг/м3.

В указанном подсчете не учитывается оседание пыли при ее перемещении, но также не учитывается и завихрение воздуха, ког­ да скорость отдельных потоков значительно возрастает. Так как два этих фактора взаимно компенсируются, то принятое допуще­ ние не вносит ощутительной погрешности. Это подтверждается данными наших опытных замеров в карьерах.

Замеры на карьерах ГОКов Кривбасса показали, что осевшая пыль является одним из основных источников запыления общекарь­ ерного пространства.

Предотвращения сдувания пылй с поверхности карьера можно достигнуть путем поддержания пыли во влажном состоянии или укрепления ее связывающими материалами.

Так как площадь поверхности карьеров очень большая, то поддержание ее во влажном состоянии практически трудно осуще­ ствимо. Связать же осевшую пыль вполне возможно. С этой целью нами были выполнены исследования с применением в качестве свя­ зующего материала полиакриламида.

Полиакриламид представляет собой высокомолекулярное синте­

тическое соединение, растворимое в воде, разлагается при темпера­ туре выше 200°С. Готовится в виде желеобразного 8%-ного вод­ ного раствора. В чистом виде представляет собой белый сухой порошок. Полиакриламид применяется в качестве коагулянта в виде 0,25 или 0,5%-ного раствора в химической и горнорудной про­ мышленности при осаждении и фильтрации глинистых шламов, су­ спензий фосфатов и других продуктов.

Для приготовления растворов 8%-ный желеобразный полиакри­

полиакриламида. На каждую до­ рожку расходовалось 100 см3раствора. Испытания на запыленность

производились через несколько суток после приготовления дорожек с таким расчетом, чтобы пыль на дорожках полностью просуши­ валась. Одна и та же дорожка продувалась 10 раз, причем каждый раз с увеличением скорости воздушного потока на 1 м/сек. Дан­ ные, полученные при продувании этих дорожек, показаны в виде графика на рис. 80.

Из графика видно, что смачивание пыли раствором полиакрил­ амида дает значительный эффект при скорости движения воздуха свыше 4 м/сек. Даже при больших скоростях воздуха (до 10 м/сек) запыленность незначительная и в десятки раз ниже, чем для несмоченной пыли. При скоростях же движения воздуха менее 4 м/сек применение пылесвязывающего раствора в железорудных карье­ рах нецелесообразно, так как в этих случаях выветривание необра­

ботанной пыли незначительно.

Для выяснения степени взвешивания пыли в атмосфере карье­ ра под влиянием сильных порывов ветра на модели проведен спе­ циальный опыт. Для каждой величины скорости воздушного потока приготовлялась отдельная пылевая дорожка. Движение воздуха в модели создавалось сразу со значительной скоростью. По данным,

Из графика видно, что применение растворов полиакриламидапри порывистом характере ветра еще более эффективно.

Согласно графикам, приведенным на рис. 80 и 81, приходим, к выводу, что в случае, если поверхностная корка связанной поли-

повышаются расходы на связывание пыли.

Проводились также опыты с использованием отдельной пылевой дорожки для каждой величины скорости воздушного потока. Ре­ зультаты этих опытов показаны на графике рис. 81, из которого видно, что при разрушении связывающей корки запыленность воз­ духа почти та же, что и при необработанной раствором пыли.

На основании проведенных исследований можно сделать сле­ дующие выводы.

следует производить рано утром (в 5—7 ч) — в период наиболь­ шей суточной влажности воздуха, так как в это время почти отсут­ ствует испарение и происходит лучшая пропитка разрушенного полотна дороги водой или раствором. Пропитанное водой или раствором полотно дороги хорошо укатывается с образованием плотной корки, которая затем не поддается механическому разру­ шению. При поливке с применением хлористого кальция такая укатка полотна дороги происходит на протяжении всего времени действия раствора. Периодичность поливки раствором и его кон­ центрацию необходимо подбирать для каждого района с учетом частоты выпадения осадков и среднемесячной влажности воздуха. В районах с частыми дождями концентрация раствора не должна превышать 5—10% (при этой концентрации полотно грунтовой до­ роги находится во влажном состоянии 4—8 суток), так как под действием дождя раствор вымывается и уносится водой с полотна дороги.

Экономический подсчет показывает, что с применением хлорис­ того кальция стоимость затрат на поливку дорог снижается в 2,5— 3 раза.

На карьерах с интенсивным движением автотранспорта по мяг* ким дорогам помимо механизированной поливки практикуют по­ крытие их съемными переносными плитами из железобетона ре­ шетчатой конструкции (Лебединский карьер КМАруда, карьеры Куйбышевгидростроя). Затраты на сооружение таких дорог полно­ стью окупаются за счет улучшения работы автотранспорта. Кроме того, в мировой практике известны случаи, когда грунтовые и гра­ вийные дороги покрываются асфальтом, битумом или дорожной нефтью, а также специальными цементирующими веществами. Так, для покрытия дорог в штате Висконсин (США), а также в Швеции используется сульфонат лигнина — химический побочный продукт древесной пульпы при сульфитных процессах.

Твердое покрытие дорог также полностью не решает проблемы борьбы с пылью ввиду того, что на них попадает рудная и пород­ ная мелочь, которая измельчается и превращается в пыль. Поэтому на дорогах с твердым покрытием необходимо применять гидро­ смывы.

Для поливки дорог как грунтовых, так и с твердым покрытием следует использовать поливочные машины типа ПМ-8, обеспечива­ ющие ширину поливки полотна до 18 ж при расходе воды или расствора 0,3 л/м2 дороги. При этом производится не только увлажне­ ние дороги или смыв пыли, но и поливка скоплений пыли на обо­ чинах.

Для создания комфортных условий труда машинистам горного оборудования, которые подвергаются наибольшему воздействию вредных примесей в карьерах, необходимо оборудовать специаль­ ные кондиционирующие установки по очистке поступающего в ка­ бину воздуха от пыли, его подогреву, увлажнению и охлаждению в соответствующие периоды года.

На карьерах Криворожских ГОКов основным средством по борьбе с пылью при экскаваторной погрузке является орошение горной массы в забоях с помощью гидромонитора. Гидромонитор установлен на железнодорожной платформе совместно с насосом производительностью 50 м3/ч и напором 75 м вод. ст. Насос при­ водится в действие автомобильным двигателем мощностью 85 л. с. В составе гидропоезда, транспортируемого тепловозом или элект­ ровозом, находится пять цистерн общей емкостью 90 м3 воды, сое­ диненных между собой резиновым шлангом диаметром 100 мм. Периодичность поливки забоя обычно раз в сутки при расходе во­ ды на забой 25—30 мъ.

Рис. 82. Принципиальная схема установки для кондиционирования .воздуха в ка­ бине экскаватора:

Однако даже после поливки горной массы водой из гидромони­ тора запыленность воздуха в кабине машиниста экскаватора в 3— 4 раза выше допустимой. При этом в кабину поступает пыль самых мелких фракций (менее 5 мк), которая наиболее силикозоопасна.

Необходимость установок для кондиционирования воздуха в ка­ бинах горного оборудования на открытых работах вызывается еще и тем, что в летнее время температура воздуха в кабине экскава­ тора на 6—9° выше температуры окружающего воздуха и превы­ шает 40° С. Это вызывается интенсивным нагревом стенок кабины солнечными лучами и поступлением тепла от моторов.

Кафедрой рудничной вентиляции КГРИ предложена воздухо­ кондиционирующая установка для кабины машиниста экскаватора (рис. 82).

Первая ступень очистки представляет собой сухой циклон, изго­ товленный из листовой стали толщиной 2 мм.

Вторая ступень очистки состоит из сетчатого масляного само­ очищающегося фильтра с рабочей площадью 50X60 см. Удельная