каретки SB-2 (ГДР) на БКРУ-1 и СКРУ-1 ОАО «Уралкалий» показала, что при бурении шпуров диаметром 40 мм с продувкой воздушно-водяной смесью скорость подачи достигает 7...9 м/мин. Расход воды на пылеподавление со­ ставляет 60... 120 см3 на 1 п. м плура, а расход сжатого воздуха при давлении 7 кг/см2 колеблется около 0,65 м/мин.

Благодаря высокой эффективности пылеподавления при достижении максимальной производительности способ вращательного бурения с про­ дувкой воздушно-водяной смесью в настоящее время является наиболее перспективным.

10.5.Оборудование для очистки выхлопных газов ДВС

Впоследние годы на горных работах в калийных рудниках наблюдается резкое увеличение парка самоходных машин различного назначения с ди­ зельным приводом, что обусловлено значительными их преимуществами по сравнению с машинами, оборудованными электроприводом. Однако применение машин с ДВС требует устранения опасности отравления под­ земных рабочих вредными веществами, выделяющимися с выхлопными га­ зами дизельных двигателей. К настоящему времени разработаны опреде­ ленные мероприятия и устройства и ведутся интенсивные поиски более эф­ фективных средств по снижению концентрации выхлопных газов до требуемых санитарных норм.

Состав отработанных газов ДВС

При сжигании жидкого топлива в ДВС выделяется большое количест­ во компонентов [107]:

—азот (N2) как основная честь отработанных газов;

—кислород ( 0 2);

—углекислый газ (С 0 2) — конечный продукт окисления;

—пары воды (Н 20 ) — конечный продукт окисления;

—водород (Н 2);

—угарный газ (СО) — продукт неполного сгорания топлива;

—окислы азота, присутствующие в основном в виде двух окислов: мо­ ноокиси (N 0 ) и двуокиси (N 0 2);

—сернистый газ ( S 0 2), сероводород (H 2S) — неорганические газы, появляющиеся в отработавших газах в случае использования серни­ стых топлив;

—кислородсодержащие органические вещества, главным образом, альдегиды: формальдегцц(НСНО), акролеин (С Н 2-С Н -С Н О ) идр.;

—углеводороды: этан (С2Н6), метан (С Н 4), этилен (С Н 2-СН 2), бен­ зол (С6Н6), пропан (С3Н8), ацитилен (С Н -С Н ), толуол (С6Н5СН3) идр.;

—свинец (Pb) или марганец (М п) и их соединения — в случае приме­ нения антидетонационных присадок;

—сложные ароматические углеводороды полициклического строения;

—сажа.

Наиболее токсичными компонентами выхлопных газов являются угар­ ный газ, окислы азота и альдегиды, содержание которых непосредственно у выхлопа двигателей может превышать в десятки — сотни раз допустимые санитарные нормы.

Способы и меры по уменьшению концентрации вредных компонентов выхлопных газов

В настоящее время известно несколько способов и мероприятий по уменьшению концентрации выхлопных газов:

—разжижение вредных примесей за счет повышенной подачи свежего воздуха в забой, где работает машина;

—применение специальных газоочистителей, устанавливаемых на вы­ хлопном тракте;

—преимущественное использование четырехтактных двигателей, в вы­ хлопных газах которых содержится значительно меньше вредных при­ месей;

—применение соответствующих марок топлива, дающих меньшее ко­ личество вредных веществ в выхлопных газах;

—обеспечение требуемых режимов работы двигателя и правильной на­ ладки и регулировки топливной системы в процессе эксплуатации.

Опыт эксплуатации машин с дизельными двигателями выявил, что способ разжижения вредных газов за счет только одной вентиляции явля­ ется нецелесообразным и дорогим, требующим подачи в забой большого количества воздуха, установки мощных вентиляторов главного проветри­ вания и усложненной схемы вентиляции.

При проведении многочисленных экспериментальных и поисковых ра­ бот по созданию различных конструкций газоочистителей пока не удалось создать газоочистители, способные полностью очищать выхлопные газы от вредных примесей. Поэтому наиболее эффективным в настоящее время считается сочетание частичного поглощения вредных компонентов вы­ хлопных газов в специальных газоочистителях с последующим разжижени­ ем их до безопасной концентрации за счет шахтного воздуха.

В качестве газоочистителей в настоящее время используются различ­ ные устройства, принцип действия которых основан на механических, хи­ мических и физических методах очистки газов. При пропускании выхлоп­ ных газов через эти устройства производится либо прямое задержание вредных элементов путем осаждения их на поверхности наполнителя или растворения в жидкостях, либо предварительное химическое связывание вредных компонентов и последующее задержание уже продуктов химиче­

ских реакций. Исходя из принципа действия, все газоочистители подразде­ ляются на две группы: фильтры, предназначенные только для задержива­ ния вредных компонентов, и нейтрализаторы, оказывающие активное воз­ действие на вредные элементы путем их дожигания, химического преобразования и т. д.

Жидкостные нейтрализаторы

Жидкостные нейтрализаторы применяются для очистки выхлопных га­ зов от окислов азота, альдегидов и сернистых соединений. Принцип дейст­ вия жидкостных нейтрализаторов основан на поглощении газообразных вредных компонентов, содержащихся в выхлопе, при контакте их с химиче­ скими растворами или водой. В качестве химического раствора чаще всего используется 10%-ный водный раствор Na2H C 0 3, или Na2S 0 3 с добавкой 0,5 % гидрохинона (С6Н60 2). Эти растворы обеспечивают полную нейтра­ лизацию альдегидов и до 70 % окислов азота в течение 8 часов работы дви­ гателя. В некоторых случаях в качестве раствора применяют 10%-ный рас­ твор сульфата натрия, закиси железа (F e S 0 4) с добавкой 0,5 % гидрохино­ на. Однако этот раствор теряет свою эффективность при большом содержании в выхлопных газах окислов азота.

Конструкция жидкостного ней­ трализатора (рис. 10.7) представ­ ляет собой металлическую сварную конструкцию, состоящую из рабо­ чего бака 2 с коллектором 3, фильт­ рующего слоя 4, сепарационного устройства 5 и дополнительного ба­

сепарационное устройство 5, далее выходят в атмосферу через выхлопное отверстие 6.

Большие габаритные размеры и вес, невозможность нейтрализации окиси углерода, сложность в обслуживании, сравнительно частая смена раствора химреагентов и периодическая трудоемкая очистка внутренних

полостей от нагара и сажи, а также дороговизна химреагентов являются су­ щественными недостатками жидкостных нейтрализаторов, сдерживающих их широкое применение, особенно на машинах малой мощности.

Каталитические нейтрализаторы

В настоящее время на всех самоходных подземных машинах с ДВС при­ меняются каталитические нейтрализаторы. В этих нейтрализаторах проис­ ходит ускорение (в десятки и сотни раз) реакции окисления и восстановления компонентов отработавших газов. В присутствии катализатора несгоревшие компоненты быстро окисляются до конечных окислов. Окислы азота на спе­ циальных катализаторах восстанавливаются до азота и кислорода.

Эффективным катализатором реакций окисления окиси углерода, аль­ дегидов, углеводородов является платина. При температуре около 300‘С она оказывает каталитическое действие на реакции восстановления оки­ слов азота. В нейтрализаторах платина наносится тонким слоем на порис­ тый тугоплавкий носитель в виде окиси алюминия. Эффективная работа этих катализаторов обеспечивается только при температурах отработав­ ших газов 225°С и выше. Заметим, что время прогрева холодных нейтрали­ заторов четырехтактных дизелей составляет 25 минут, а при работе на хо­ лостом ходу и малых нагрузках прогрев катализатора не обеспечивается.

Газоочиститель французской фирмы «Окси-Франс» (рис. 10.8) очи­ щает выхлопной газ от окиси углерода, углеводородов и альдегидов при­ мерно на 65 —85 %. Для начала реакции требуется температура газового

ных машин на отечественном дизто­ пливе показали, что он обеспечивает очистку выхлопных газов дизеля от

окиси углерода на 67 —70 %. Для увеличения срока службы нейтрализато­ ра фирма и последние годы применяет более надежный в работе шарико­ вый платиновый катализатор.

Каталитический газоочиститель КГГ-ЗА Карагандинского института Гипроуглегормаш (рис. 10.9), в отличие от вышерассмотренных очистите­ лей, имеет фильтрующий пакет для защиты катализатора от загрязнения взвешенными частицами сажи, масла и т. п. Газоочиститель снабжен загрузочными и разгрузочными патрубками, облегчающими проведение