книги из ГПНТБ / Симонов, В. В. Шахтеру о безопасности труда справочное пособие

Таким образом, локализация мест пылеобразования при работе горных комбайнов в значительной степени снижает количество взве­ шенной пыли и предотвращает ее распространение.

Орошение

Орошение — наиболее распространенный способ борьбы с пылью на угольных шахтах. Оно применяется на большинстве выемочных и на всех проходческих комбайнах со щитовыми ограждениями.

Осаждение пыли способом орошения можно представить в виде следующего последовательного процесса: встречное движение ка­ пель воды и пылинок; их соприкосновение; смачивание пылинок, укрупнение и выпадение из воздушного потока.

Следует отметить, что не всякое встречное движение частиц во­ ды и пыли приводит к их соприкосновению. Наличие воздушной сре­ ды при встречном движении капель и пылинок обусловливает резкое изменение их относительного движения. Если пылинка намного мень­ ше капли, то, двигаясь вблизи последней, она следует за движением воздуха, обтекающего каплю, не соприкасаясь с ней. Эффект обте­ кания при встречном движении зависит от соотношений размеров пылинок и капель и их относительных скоростей.

Установлено, что критический размер пылинок, сталкивающихся с каплями, уменьшается с увеличением давления воды у форсунок. Поэтому для эффективности осаждения пыли орошением следует увеличить давление воды. Однако при этом необходимо учитывать, что слишком мелкие капли воды (размером меньше 10 мкм)' при большой скорости воздушной струи интенсивно уносятся. Исследо­ вания показывают, что для эффективного орошения необходимо в основном иметь капли размером 40—60 мкм и часть более крупных

(до 100—150 мкм).

Следовательно, можно допустить, что вероятность соприкоснове­ ния пылинок с каплями будет расти с увеличением плотности факе­ ла орошения, которую можно повысить различными путями (уве­ личением давления, количества форсунок и т. д.).

От величины давления воды у форсунки зависит также скорость движения капель воды в факеле орошения. Чем больше давление во­ ды, тем больше скорость капель и тем эффективнее внедряются в их поверхностный слой мелкие частицы пыли.

Для достижения высокой эффективности орошения расстояние форсунки от очага пылеобразования не должно превышать 0,3—0,5 м. При этом расстоянии скорость движения капель воды в момент встре­ чи с пылинками должна быть 15—20 м/с. На расстоянии 1,5—2 м от форсунки скорость капель резко снижается и составляет 1,5—2 м/с при давлении 10—15 кгс/см2, т. е. становится близкой к скорости воз-

30

душной струи в очистном забое, вследствие чего столкновение капель и пылинок может и не происходить из-за того, что их уносит воз­ душным потоком.

Содержание влаги в угле способствует повышению эффективно­

ление воды у форсунок, удельный расход воды и удаление фор­ сунок от очага пылеобразования при работе выемочных комбай­ нов. Величины параметров должны быть следующими: давление воды у форсунок—12—20 кгс/см2, расход воды —30—40 л/т, рас­ стояние от форсунок до очагов пылеобразования — не более 0,3—0,5 м. При соблюдении указанных режимов эффективность пыле­ образования составит не менее 90%. В производственных условиях она, как правило, не превышает 50—60%, что объясняется следую­ щими основными причинами:

использованием в большинстве очистных забоев для орошения неочищенной шахтной воды, в результате чего форсунки постоянно засоряются;

применением для подачи воды к комбайнам напорных рукавов, не позволяющих повышать давление воды у форсунок до требуемых величин;

недостаточной надежностью в работе самих оросительных си­ стем из-за выхода из строя их отдельных элементов;

применением несовершенных оросительных устройств.

Одним из путей повышения технико-экономических показателей орошения на комбайнах является использование струйных аппаратов (водовоздушных эжекторов). Сущность этого способа пылеподавления заключается в том, что эжекторы, смонтированные на комбайне, используя энергию факела форсунки, отсасывают запыленный воз­ дух, который, перемешиваясь с распыленной водой, образует шламо­ воздушную смесь. Факел шламовоздушной смеси, выбрасываемой из эжектора, направляется на исполнительные органы комбайна для подавления пыли, образующейся при разрушении угля.

Таким образом, водовоздушный эжектор позволяет реализовать

31

Эффективность пылеподавления водовоздушными эжекторами определялась на шахтах Кузбасса при работе как выемочных, так и проходческих комбайнов. На основании исследований рекомендуют­ ся следующие^гидравлические и геометрические параметры водовоз-

.душных эжекторов: давление воды 20—30 кгс/см2; расход воды 20—25 л/мин, диаметр эжектора 200—250 мм; угол раствора факела форсунки 30—40°, объемное соотношение воды и воздуха в факеле 0,5—0,6 л/м3. Эффективность пылеподавления водовоздушными эжекторами также зависит от места их расположения на комбайне. Наблюдения показали, что эффективность пылеподавления эжекто­ рами с вынесенными всасами составила 96,9, а без вынесенных вса­ сов— 94,8%. При изменении давления воды с 15 до 30 кгс/см2 эф­ фективность пылеподавления водовоздушными эжекторами увеличи- -вается с 84 до 92 %. Применение водовоздушных эжекторов позволяет на 20—30% уменьшить расход воды на пылепо­ давление.

Таким образом, водовоздушные эжекторы имеют лучшие техни­ ко-экономические показатели по сравнению с орошением как по эф­ фективности, так и по расходу воды. Кроме того, эжекторы более на­ дежны и удобны в работе.

Струи воды высокого давления

С ростом механизированной добычи угля проблема повышения

•эффективности и надежности средств борьбы с пылью приобретает большую актуальность.

В то же время разнообразные условия выемки угля и различ­ ные типы выемочных машин предопределяют дифференцированный подход к выбору и применению способов и средств снижения запы-

.ленности рудничного воздуха.

Типовые оросительные системы можно использовать во всех условиях, однако они имеют ряд существенных недостатков (сравни­ тельно низкие эффективность и надежность в работе, значительный расход воды на пылеподавление и др.), затрудняющих широкое при­ менение этих систем.

ВостНИИ и ПермНИУИ доказана возможность подавления пы­ ли при работе выемочных комбайнов струями воды высокого давле­ ния. Для создания струй воды применялись насадки с диаметром вы­ ходного отверстия 1 — 1,2 мм и расходом воды 11—15 л/мин при дав-

.лении 80—150 кгс/см2. Насадки располагались на корпусе комбайна с направлением факелов в сторону исполнительных органов против воздушного потока. Опыты показали, что струи воды высокого дав­ ления при работе узкозахватных комбайнов являются эффективным

32

Из приведенных данных следует, что расход раствора пенообра­ зователя находится в прямой зависимости от крупности увлажнен­ ной пыли. Эффективность пылеподавления пеной будет выше у тех выемочных комбайнов (ІК-101, БК-52 и «Темп»), у которых при ра­ боте наблюдается наименьший удельный выход пыли.

Расход раствора пенообразователя для подавления пыли углей марок К, Ж и ОС по сравнению с расходом раствора на подавление пыли углей других марок будет в 1,5—2,5 раза меньше. Пену сле­ дует подавать на исполнительные органы комбайна, а также в зоны погрузки угля.

Для достижения высокой эффективности пылеподавления (96—99%) расход пены кратностью 100 единиц при работе комбай­ нов со шнековыми исполнительными органами должен быть 2—2,2, а с барабанными — 2,5—3 м3/т угля. Для приготовления пенообразу­ ющих растворов могут быть использованы выпускаемые промышлен­ ностью пенообразователь ПО-1, поверхностно-активное вещество ДС-РАС и др. Вещества, используемые. в качестве пенообразовате­ лей, должны быть нетоксичными, негорючими, без резкого запаха, быстро растворяться в шахтной воде и сохранять свои свойства в те­

чение 12 месяцев.

Водные растворы пенообразователя концентрации не более 1% должны обеспечивать возможность получения пены кратностью до 200 единиц, а время пленочной флотации 0,1 г антрацитовой пы­ ли дисперсностью менее 74 мк в указаных растворах должно быть

не более 15 с.

В настоящее время для получения пены применяются пеностволы конструкции Гипроуглемаша, которые имеют две сетки, закреплен­ ные на торце корпуса диффузора. Раствор пенообразователя распы­ ляется конусной форсункой.

Техническая характеристика пеностволов ПС

______ Тип пеноствола______

34

ной подачей воды и сжатого воздуха к комбайну. Приготовляют смесь в этом случае в смесителе, расположенном на выемочном ком­ байне. Высокая эффективность пневмогидроорошения достигается при условии соблюдения оптимальных значений параметров, приво­ димых ниже.

ной компрессорной или от передвижных компрессоров ШВКС. Пнев­ могидроорошение применяется в Карагандинском бассейне на вые­ мочных комбайнах 2К-52, 1К-58м, КІІІ-Ікг и КШ-Зм. Во всех схемах

пневмогидроорошения для комбайнов предусмотрена подача водовоз­ душной смеси непосредственно в зону разрушения угля через внут­ реннюю систему разводки комбайна во все шнеки. Пыль подавляется также в зонах погрузки угля в пространстве между шнеками и под комбайном. Для предотвращения распространения в лаве тонкодис­ персных капель воды на торцевой части корпуса комбайна устанав­ ливаются форсунки водяной завесы.

Опыт эксплуатации комбайнов, оснащенных системами пневмо­ гидроорошения, доказал возможность снижения запыленности воз­ духа на 95—98%, при этом удельный расход воды уменьшается в два

Индивидуальные средства защиты от пыли

Респиратор Ф-62Ш со сменными гофрированными фильтрами предназначается для длительной защиты органов дыхания человека в шахтах и других предприятиях при запыленности воздуха до 2000 мг/м3, температуре окружающей среды от —40 до +40°С и от­ носительной влажности воздуха до 100% на работах повышенной

трудности.

Респиратор состоит из резиновой полумаски с закрепленной на ней пластмассовой коробкой, в которой помещается сменный проти­ вопыльный фильтр. Коробка соединена с полумаской клапаном вдо­ ха, в нижней части которой находится клапан выдоха.

36

Техническая характеристика респиратора Ф-62Ш

Сопротивление при расходе воздуха 30 л/мин, мм вод. ст.:

Респираторы и запасные фильтры к ним приобретаются по за­ явкам через конторы Союзглавхима.

Респиратор «Астра-2» предназначен для защиты органов дыха­ ния человека от пыли в условиях высокой запыленности и при боль­ шой физической нагрузке. Представляет собой резиновую полумас­ ку с двумя фильтрующими элементами, снабженными сменными го­ фрированными фильтрами с клапанами вдоха и выдоха. Респирато­ ры изготавливаются из фильтрующего материала ФПП-15.

Техническая характеристика респиратора «Астра-2»

Сопротивление при расходе воздуха 30 л/мин, мм вод. ст.:

ПРШ-742. Противопылевые фильтрующие респираторы используют­ ся для защиты органов дыхания человека от пыли и аэрозолей, на­ ходящихся в рудничной атмосфере.

Они предназначены для горнорабочих, работающих в условиях высоких уровней запыленности, а также могут применяться и в дру­ гих отраслях промышленности, где запыленность воздуха превышает предельно допустимые концентрации.

Техническая характеристика фильтрующих респираторов ПРШ-741 и ПРШ-742

37

ститутом горноспасательного дела.

Изготовитель — днепропетровский завод «Металлоштамп».

ГЛАВА 4. БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ШАХТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Защитные средства и спецодежда

При эксплуатации горных машин и электрооборудования в угольных шахтах требуется строгое соблюдение правил безопас­

ности.

При нарушении этих правил, когда электрооборудование, кабе­ ли или защитные средства неисправны или неправильно эксплуати­ руются, возможно возникновение серьезной опасности для рабочих: появление открытой электрической дуги или искры, способной при определенных условиях вызвать взрыв газа или угольной пыли, воз­ никновение подземного пожара, поражение людей электрическим то­ ком, преждевременное воспламенение электродетонаторов и т. п. Чтобы предотвратить опасность, связанную с использованием элек-

38

трической энергии, в шахтах должны применяться электрические машины и электрооборудование, отвечающие требованиям безопас­ ной эксплуатации в подземных условиях, а также соответствующее напряжение.

В подземных выработках шахт, опасных по газу, пыли и внезап­ ным выбросам угля, в стволах с исходящей и свежей струей воздуха и в надшахтных зданиях, примыкающих к этим стволам, должны применяться электрооборудование с уровнем взрывозащиты не ниже PB, стволовая сигнализация и аккумуляторные светильники индиви­ дуального пользования с уровнем взрывозащиты не ниже РП.

Рудничные электрические аппараты устроены так, чтобы исклю­ чить возможность прикосновения к находящимся под напряжением токоведущим частям, что обеспечивается блокировкой не допускаю­ щей открытия крышки, если не снято напряжение с токоведущих частей.

Следует помнить, что при эксплуатации даже взрывобезопасно­ го оборудования нельзя допускать опасной концентрации метана или угольной пыли.

Не-следует устанавливать электрооборудование под слабой кров­ лей, в сырых местах, вблизи мест пылеобразования и взрывных работ.

Запрещается окраска поверхностей прилегания. Для предохра­ нения от коррозии и проникновения пыли и влаги под оболочку ре­ комендуется смазка поверхностей прилегания (консистентными смазками, техническим вазелином, солидолом и др.) при обязатель­ ном условии смены такой смазки после ее загрязнения. Необходимо следить за тем, чтобы все болты, гайки и шпильки были плотно за­ тянуты и предохранены от самоотвинчивания, чтобы взрывобезопас­ ная оболочка не имела повреждений, а блокировочное устройство было исправным. Заземления должны иметь плотные контакты и быть исправными, а пускатели снабжены четкими надписями, ука­ зывающими их назначение.

Необходимо систематически осматривать электрооборудование, и если будут обнаружены отсутствие хотя бы одного болта или дру­ гого крепежного элемента, трещины, отверстия, проколы или про­ жоги в оболочке, то такое электрооборудование нельзя эксплуати­ ровать, его полагается исправить или заменить.

Перед включением пускателей следует тщательно проверить взры­ вобезопасность оболочки (особено в шахтах опасных по газу и пы­ ли), затяжку уплотнительных колец, болтов и гаек, подключение ка­ беля, работу блокировочных устройств и заземление, а также убе­ диться, что в данный момент не проводится ремонт кабеля или ме­ ханизма, включаемого пускателем.

Запрещается: открывать крышку пускателя до его отключения; включать пускатель при открытых крышках; применять некалибро-

39