Вентиляция шахт и карьеров

Выходу пыли из шпура препятствует воздух, который засасы­ вается из рудничной атмосферы и движется от устья шпура к его забою по кольцевому пространству между стенкой шпура и буром. Отсасывание пыли происходит успешно, когда применяют долотча­ тую коронку с отверстиями вблизи режущих ее кромок.

От перфоратора рудничная пыль отводится по прорезиненному шлангу диаметром 19 мм и длиной 15—20 м в пылеуловитель ти­ па ПУР-3. Из пылеуловителя пыль удаляется в вагонетках на поверхность. Один пылеуловитель рассчитан на одновременное обслуживание двух перфораторов. Данный способ пылеулавлива­

ния позволяет доводить содер­ жание пыли в забоях до сани­ тарных пределов.

На руднике им. III Интер­ национала проведены про­ мышленные испытания при су­ хом бурении пылеулавливаю­ щих установок ЭПУ-4 и ЭПУ-5Т изготовленных Ленинградским

Рис. 38. Схема пылеулавливающей уста­ заводом им. Котлякова [17].

новки ЭПУ-4

Шпуры бурили по окварцованным порфироидам высокой крепости перфораторами КЦМ-4, прис­ пособленными для отсоса буровой пыли. Буровая штанга соединялась с хвостовиком-переходником. Пылеприемная сфериче­ ская камера имела два отверстия, одно из которых закрыто проб­ кой (запасное), а второе служит для присоединения пылеотводяще­ го резинового шланга. Пылеотводящий шланг, имеющий диаметр 25 мм и длину 8 м, через конусный тройник соединялся со сталь­ ной трубкой диаметром 36,5 мм и длиной 32 м пылеулавливающей установки.

Пылеулавливающая установка ЭПУ-4 (рис. 38) состоит из цик­ лона 1 с бункером 2, воздушно-водяного эжектора 3 и циклона Циклон служит для отделения пульпы от воздуха. Запыленный воз­ дух под влиянием разрежения, создаваемого эжектором, движется от забоя шпура по каналу буровой штанги и по пылеотводящему шлангу к установке. Здесь крупная и частично мелкая пыль осаж­ дается в циклоне 1 и падает в бункер 2. Мелкая пыль вместе с воз­ духом проходит через эжектор 3 и смачивается диспергированной водой. Из эжектора воздух со смоченной пылью попадает во второй циклон 4, где осаждается и выпадает на почву выработки в виде шлама, а через верхнее отверстие выходит очищенный воздух.

При бурении одним перфоратором и работе установки ЭПУ-4 запыленность рудничного воздуха снижается до 1,1 мг/м3. При ра­ боте двух перфораторов запыленность воздуха также ниже сани­ тарной нормы.

Пылеулавливающую установку ЭПУ-4 целесообразно применять при горизонтальном сухом бурении шпуров и наличии воды для осаждения пыли.

Улавливание пыли без применения воды осуществляется уста­ новкой ЭПУ-5С, состоящей из последовательно соединенных двух циклонов с бункерами, воздушного эжектора с третьим циклоном и фильтром. Эта установка имеет меньшую степень улавливания пыли, однако также значительно снижает запыленность воздуха.

Тбилисским институтом охраны труда ВЦСПС создано устрой^ ство для отсоса пыли от устья шпура — пылеуловитель ТБИОТ-ДСП-3. Испытание этого прибора показало, что средняя запыленность атмосферы в забоях при бурении с применением пылеуловителя снижается до санитарной нормы.

Рис. 39. Схема отсасывания и улавливания буровой пыли при сухом бурении перфораторами ПРО-13Л.

ПРО-18Л, ПРО-24Л с пылеуловителем ПО-4М

На Карабашском руднике получены хорошие результаты по су­ хому улавливанию пыли при бурении вертикальных шпуров [51]. На переднюю головку перфоратора ТП-4 навинчивается пылепри­ емная камера, из которой пыль поступает в пылеотводящую маги­ страль. Для отсасывания пыли служит эжектор, а для пылеосаждения — циклон. При диаметре канала бура 12 мм и сухом пыле­ улавливании запыленность в забое в среднем составляет 0,9, а при обычном бурении с промывкой 4 мг/м3.

Ленинградским заводом «Пневматика» разработаны и в про­ мышленных условиях испытаны новые перфораторы с пылеотсосом ПРО-13Л, ПРО-18Л и ПРО-24Л. Отсос и улавливание пыли при бурении осуществляются применяемым в комплекте пы­ леуловителем ПО-4М [18].

На выходе из пылеуловителя установлен эжектор 1 (рис. 39)у при работе которого создается поток воздуха от устья шпура через пылеуловитель 2. Поток воздуха подхватывает из-под лезвия ко­ ронки образующуюся при бурении пыль и уносит ее через канал буровой штанги 3 по пылеотводящей трубке перфоратора 4Учерез ниппель 5 и шланг 6 в пылеуловитель 2. В пылеуловителе крупная пыль оседает в бункере, а тонкодисперсная задерживается на стен­ ках фильтра и по мере накопления выпадает в тот же бункер. Очи­

представляющий собой цилиндрический сосуд 1 высотой 34 см, диа­ метром 20 см и емкостью 7 л. В верхней крышке сосуда имеется, отверстие с пробкой 2, служащее для заполнения сосуда жидкостью, а также редукционный клапан для снижения рабочего давления, до 0,5—0,7 ат и ниппель 4 для отвода пены к шпуру. Сжатый воз­ дух пониженного давления подается в сосуд и одновременно под фарфоровую пористую пластинку 5, вставленную в пластмассовую

в 1 мм, через которые выходит сухая пена. Образовавшаяся пен­ ная пробка задерживает выходящую из шпура буровую пыль. Для отвода бурового шлама в сторону от рабочего служит наклонный лоток. К устью шпура медное кольцо прижимается пружиной, охва­ тывающей бур и вторым своим концом упирающейся в молоток.

Исследованиями института ВНИИЦветмет установлено, что по­

давление витающей тонкодисперсной пыли более эффективно при использовании новых методов пылеулавливания: распыления элект­

розаряженной воды и осаждения искусственно заряженных пыле­ вых частиц обычной водяной завесой.

Сущность первого метода состоит в том, что распыленная и за­ ряженная в поле коронного разряда вода, взаимодействуя с пыле­ выми частицами, интенсифицирует их осаждение. Установлено, что при начальной запыленности 3,9—22,6 мг/м3 дисперсность частиц пыли в основной своей массе менее 10 мк и при скорости воздуха 0,46—0,84 м/сек одна водяная завеса со средней плотностью около 17- Ю-4 г/м2 -сек улавливает от 74,3 до 88,4% пыли, что позволяет снизить остаточную запыленность в 2,2 раза по сравнению с оро­ шением незаряженной водой.

Второй метод наиболее целесообразен и заключается в том, что отрицательно заряженная пыль осаждается незаряженной водой. При этом эффективность осаждения пыли зависит не от ее концен­ трации, а от ее химико-минералогического состава.

Главным и наиболее действенным мероприятием по снижению ■содержания пыли в рудничном воздухе является хорошее провет­ ривание выработок. В условиях шахт рекомендуется применять комбинированный способ проветривания тупиковых выработок, при котором сочетается нагнетание в забой свежего и отсасывание •отработанного воздуха по обособленным трубопроводам диамет­ ром соответственно не менее 200—300 и 500—600 мм.

Отсасываемый из забоя воздух должен отводиться непосредст­ венно в исходящую струю, чтобы пыль не распространялась по другим выработкам и не попадала в соседние забои. Если же вы­ брос отработанного воздуха в исходящую струю невозможен, то его необходимо очищать от пыли с помощью пылеулавливающих устройств.

Применение только всасывающего проветривания не рекомен­ дуется ввиду невозможности обеспечить перемешивание газов и пыли в призабойной зоне и быстрое удаление их. Иногда вместо нагнетательного вентилятора небольшой мощности с коротким тру­ бопроводом в призабойной зоне используют выпуск сжатого воз­ духа из магистрали совместно с всасывающим трубопроводом, что кроме вымывания газов и пыли позволяет несколько снизить тем­ пературу атмосферы вблизи забоя.

При одинаковой температуре воздуха больший охлаждающий эффект ощущается, когда движение воздушной струи сильнее. Оп­ ределенное движение воздуха в призабойной зоне создается лишь нагнетательным проветриванием за счет действия свободной турбу­ лентной струи, что является преимуществом данного способа про­ ветривания. Одца^0 0дН0 Т0ЛЬК0 нагнетание воздуха в забой при­ водит к распространению газов и пыли не только по всей длине

данной выработки но и по соседним выработкам, что совершенно неприемлемо.

В Рурском баСседЯе (ФРГ) улавливание пыли в отсасывающем трубопроводе при комбинированном способе проветривания осу­ ществляют с Помощью шерстяного или перлонового фильтра. Ве-

в вентиляционном трубопроводе и с помощью воды и сжатого воздуха образуют водяной туман. Одно из таких устройств, при­ меняемых на рудниках ФРГ, показано на рис. 43. В вентиляцион­ ном трубопроводе 1 находятся жестко связанные между собой те­ лежки 2, на которых установлены форсунки 3. Рамы тележек со­ ставлены из трубопроводов 8 и 9, служащих для подачи воды к форсункам 3. Тележки передвигаются на колесиках 10. По ок­

провод.

К недостаткам такого оросительного способа пылеподавления относится увеличение влажности рудничного воздуха и аэродина­ мического сопротивления воздухопровода. Для устранения первого недостатка отсасываемый из забоя воздух необходимо выбрасы­ вать непосредственно в исходящую вентиляционную струю шахты.

Борьба с пылью при проходке восстающих выработок пред­ ставляет собой особо важную и сложную задачу Широко приме­ няемое проветривание забоев восстающих сжатым воздухом не­ целесообразно по техническим и экономическим соображениям. Радикальным решением данного вопроса может быть:

1) внедрение проветривания восстающих эжекторами или вен­ тиляторами с вентиляционными трубами;

2)использование передовых скважин для проходки, проветри­ вания и обеспыливания восстающих;

3)проветривание восстающих круглого сечения методом буре­

ния или взрывания этажных скважин.

На рис. 44 представлен способ проветривания восстающих с по­ мощью вентилятора или эжектора с прорезиненными трубами диа­ метром 225 или 300 мм, разработанный НИГРИ и испытанный в условиях Криворожского бассейна. Предложенный способ про­ ветривания обеспечивает быстрое очищение восстающего от газов и пыли. Вместе с тем он имеет тот недостаток, что пыль не улав­ ливается, а выходит из восстающего и распространяется по всем находящимся на пути ее движения выработкам.

Более приемлемым является комбинированное проветривание восстающих, когда сочетается нагнетание в призабойное прост­ ранство сжатого воздуха по металлической трубе с соплом неболь­ шого диаметра и отсасывание загрязненного воздуха вентилятором или эжектором по вентиляционным трубам.

Опыты по применению передовых скважин для проветривания восстающих проводились проф. С. И. Луговским в 1950 г. на одной из шахт Криворожского бассейна. Из орта 3 верхнего горизонта 220 м под углом 85° предварительно была пробурена скважина 2

на всю высоту этажа (рис. 45). Высота этажа составляла 70 м. Скважину бурили дробью станком КА-2М-300 диаметром 115 мм.

После окончания бурения скважины были определены коорди­ наты ее забоя с помощью ориентированных штанг. Оказалось, что скважина пересекла породный массив на расстоянии 1,5 ж от стен­ ки откаточного штрека 4 нижнего горизонта 290 м. В сторону сква­ жины пришлось засечь квершлаг длиной 3 м.

К устью скважины подключили осевой вентилятор 5 типа ВП-3. Восстающий 1 сечением 1,5X 1,5 м, проходили по породам крепо­ стью 14.

Наличие скважины создавало хорошие условия для работы зарядов ВВ в шпурах. К. и. ш. повысился с 0,6—0,7 до 0,95—1, что за счет только этого фактора увеличило скорость проходки на 40%.

Забой непрерывно проветривали в течение всей смены, и пыль от него интенсивно отсасывали через скважину. Содержание пыли в забое во время бурения шпуров всегда было менее 2 мг/м3.

По мере проходки восстающего и укорочения скважины коли­ чество поступающего воздуха возрастало и условия проветрива­ ния улучшались.

Проветривание восстающих посредством передовых скважин и вентиляторов получило применение на рудниках КМА и также дало положительные результаты.

При проходке восстающих круглого сечения бурением снизу вверх обслуживающий штат рабочих находился на свежей струе воздуха. Однако образующуюся в про­ цессе бурения тонкодисперсную пыль не­ обходимо улавливать через зонты венти­ лятором с фильтром, чтобы она не рас­ пространялась по другим выработкам и не засоряла воздух в месте нахождения рабочих.

§5. Подавление пыли в очистных забоях

Ввыработках очистных блоков обра­ зуется большое количество рудной пыли. Основными источниками пылеобразования являются взрывные работы по пер­ вичной отбойке и вторичному дроблению руды, скреперование и выпуск отбитой руды из дучек и люков.

Снижение поступления пыли в руднич­

ния удельного веса подготовительных и нарезных выработок, при проходке которых применяется мелкошпуровое бурение;

2) применением глубоких скважин для отбойки рудного мас­ сива;

3) совершенствованием схем проветривания очистных блоков с таким расчетом, чтобы обеспечивалось постоянное нахождение рабочих на струе свежего воздуха;

4)подачей в блоки в течение всей рабочей смены необходимого для противопылевого режима проветривания количества воздуха, при котором во всех работающих выработках снижается концент­ рация пыли до допустимых пределов;

5)уменьшением объема работ по вторичному дроблению руды путем повышения эффективности буровзрывного комплекса по от­ бойке массива, выпуска крупногабаритной руды и последующего

еедробления в централизованных подземных дробилках или гид­

равлическими пушками; 6) орошением водой скреперных дорожек и улавливанием пыли

вентиляторами в сочетании с фильтрами и ионизаторами в местах погрузки руды в вагонетки.