Производственная безопасность безопасность эксплуатации горного оборудования. Практикум

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра безопасности и экологии горного производства

В.А. Малашкина

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Практикум

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета

Москва 2020

УДК 622.233.6 М18

Р е ц е н з е н т д-р техн. наук, проф. А.Э. Филин

Малашкина В.А.

М18 Производственная безопасность : безопасность эксплуатации горного оборудования : практикум / В.А. Малашкина. – М. : Издательский Дом НИТУ «МИСиС», 2020. – 71 с.

Содержит теоретические основы и методические рекомендации по основам безопасной эксплуатации горного оборудования для открытых и подземных работ. Описаны основы и порядок оперативного контроля опасных и вредных факторов, возникающих при эксплуатации горного оборудования, а также рекомендуемые средства коллективной и индивидуальной защиты персонала в процессе эксплуатации горных машин. Даны расчетные формулы, варианты заданий для расчетных работ, список методической литературы.

Практикум по дисциплине «Производственная безопасность. Безопасность эксплуатации горного оборудования» предназначен для студентов дневного и заочного обучения, обучающихся по специальности «Технологическая безопасность и горноспасательное дело» по направлению 130405 «Горное дело».

УДК 622.233.6

Малашкина В.А., 2020

НИТУ «МИСиС», 2020

3

ВВЕДЕНИЕ

Учебно-методическое пособие выполнено в соответствии с рабочей программой дисциплины «Производственная безопасность. Безопасность эксплуатации горного оборудования» и учебным планом студентов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов 130405 «Горное дело», специализации «Технологическая безопасность и горноспасательное дело».

Настоящее пособие посвящено ключевым разделам безопасности эксплуатации основных видов горного оборудования для подземных и открытых работ.

Цель учебно-методического пособия – освоение студентами теоретических и практических навыков решения практических задач в области безопасной эксплуатации горного оборудования для подземных и открытых работ.

В учебном пособии приведены практические работы по основным разделам курса «Производственная безопасность. Безопасность эксплуатации горного оборудования», а также основные теоретические положения по каждой работе. Выполнение практической работы предусматривает ознакомление с теоретическими основами, изложенными в данном пособии, а также углубленное самостоятельное изучение материала с использованием учебной литературы из основного или дополнительного списка, приведенного в пособии, или конспекта лекций. Для контроля самостоятельной работы в конце каждой темы предлагается перечень вопросов для письменного ответа.

Отчет о выполнении практической работы выполняется каждым студентом персонально. По окончании работы отчет предъявляется преподавателю, который визирует выполнение индивидуального задания и защиту результатов. Готовые отчеты по практическим работам с двумя визами преподавателя следует хранить до конца семестра и предъявить для получения допуска к экзамену или зачету.

4

ОСНОВНЫЕ ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Работа горного оборудования может сопровождаться воздействием ряда опасных и вредных факторов, обусловливающих его потенциальную опасность, таких как:

–  движущиеся машины и механизмы; –  незащищенные подвижные элементы и выступающие ча-

сти оборудования; –  перемещающиеся материалы и отбитая горная масса;

–  электрический ток; –  воспламенение и взрывы метановоздушной смеси при ис-

крении; –  повышенное пылеобразование;

–  повышенные уровни шума и вибраций.

Общие принципы обеспечения безопасности производственных процессов и оборудования заключаются в следующем:

–  использование прогрессивных технологий и принципов действия оборудования: легко управляемых, основанных на применении безвредного сырья и материалов, в минимальной степени загрязняющих производственную и природную среду;

–  обеспечение пожаро- и взрывобезопасности; –  применение коллективных средств защиты работающих

от вредных и опасных факторов как неотъемлемых элементов конструкций машин и механизмов;

–  использование эффективных систем контроля и управления оборудованием и технологическими процессами.

Общие требования к безопасности оборудования включают в себя требования к конструкциям, материалам, органам управления, средствам защиты, эргономические требования, а также наличие раздела «Требования безопасности» в технической документации по монтажу, эксплуатации, ремонту, транспортированию и хранению машин, механизмов, аппаратов и других видов оборудования.

Оборудование должно быть использовано по прямому назначению и в условиях работы, указанных в паспорте изделия.

5

Использование оборудования в горнотехнических условиях, не предусмотренных инструкцией, допускается только с разрешения руководства вышестоящей организации.

К работе на оборудовании горного предприятия допускаются лица, прошедшие обучение на специальных курсах и имеющие удостоверения на право управления этим оборудованием, знакомые с правилами безопасности и правилами технической эксплуатации.

Объективно опасность производственных процессов и оборудования определяется, главным образом, техническими решениями, принимаемыми на стадии проектирования.

При проектировании оборудования необходимо учитывать психофизиологические и физические возможности человека, его антропометрические данные. Усилия, затрачиваемые рабочими при управлении машинами, не должны превышать допустимых значений. С целью уменьшения утомляемости человека все узлы машины и элементы управления размещают таким образом, чтобы исключить монотонность работы, излишние движения, неудобные рабочие позы.

Требования к основным элементам конструкций отражают необходимость создания безопасной и комфортной производственной среды за счет средств коллективной защиты на основе рациональных конструкторских решений, удачного сочетания рабочих и защитных функций узлов и элементов оборудования.

Применяемые в конструкции оборудования материалы не должны быть источниками выделения вредных веществ, взрывоили пожароопасными в условиях микроклимата производственной cреды.

Движущиеся части оборудования, представляющие опасность, должны быть снабжены техническими средствами защиты: рабочие органы, захватывающие, зажимные и подъемные устройства или их приводы должны оснащаться специальными защитными приспособлениями.

В конструкции оборудования должны быть предусмотрены средства, обеспечивающие защиту от поражения электротоком в процессе его эксплуатации, а также устройства для функционального удаления и аварийного сброса взрыво- и пожароопасных веществ.

6

Конструкция должна обеспечивать снижение до допустимых уровней интенсивности шума, ультра- и инфразвука, вибраций, электромагнитных полей и ионизирующих излучений. Оборудование не должно быть источником выделения в рабочую зону и в окружающую среду вредных веществ, избытков тепла и влаги, т.е. должно быть достаточно герметичным.

Элементы оборудования, с которыми возможен контакт работающих, не должен иметь острых углов, горячих или переохлажденных поверхностей. Для безопасного обслуживания оборудования необходимо предусматривать проходы, площадки и переходы, лестницы, перила и т.п.

Оборудование должно иметь средства сигнализации о нарушениях нормального режима работы, а также автоматического отключения и останова.

Требования к техническим средствам защиты сводятся в основном к тому, чтобы функционирование его было невозможно при отключенных или неисправных средствах защиты, входящих в конструкцию оборудования. Отказ отдельных элементов защитных средств не должен прекращать защитного действия других средств или создавать дополнительную опасность.

Основными техническими средствами коллективной защиты работающих от опасных и вредных производственных факторов, связанных с работой оборудования, являются защитные устройства, препятствующие попаданию человека в опасную зону.

В процессе эксплуатации оборудования важнейшую роль для обеспечения безопасности труда играет правильная организация технологического процесса, а также профессиональная квалификация работающих и дисциплина труда. Таким образом, безопасность человека при обслуживании машин и механизмов обеспечивается комплексом технических и организационных мер.

Назначение технических мер – предусмотреть исключение или сведение к минимуму возможности травмирования обслуживающего персонала в производственных условиях за счет совершенства конструкций машин и механизмов, максимального приспособления их к особенностям соответствующего технологического процесса.

Назначение организационных мер – правильное распределение функций между человеком и машиной, выбор рационально-

7

го режима труда и отдыха для предупреждения психофизиологических причин травматизма и заболеваемости, организация профотбора и обучения работающих, воспитание трудящихся и укрепление трудовой дисциплины.

При анализе технического оборудования с точки зрения возможности ошибочных действий из-за конструктивных недостатков необходимо учитывать следующее:

–  наличие достаточного рабочего пространства для обслуживающего персонала, позволяющего осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации и техническом обслуживании;

–  наличие достаточных физических, зрительных и духовных связей между работниками и оборудованием, а также между отдельными лицами, если оборудование монтируется, эксплуатируется или обслуживается несколькими рабочими одновременно;

–  рациональное размещение рабочих мест; –  рациональное размещение оборудования, входящего в со-

став рабочего места, главным образом средств отображения информации и органов управления;

–  наличие необходимого освещения; –  допустимый уровень громкости шумов и вибраций.

Радикальными средствами обеспечения безопасности производственных процессов и оборудования являются механизация и автоматизация.

8

Практическая работа №  1 РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ШАХТНОЙ

ДЕГАЗАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ

Цель работы – освоение теоретических и практических навыков расчета основных характеристик дегазационных установок угольных шахт, позволяющих правильно выбирать их оборудование.

1.1.  Общие теоретические положения

Любая из рассмотренных схем дегазации может быть осуществлена дегазационной установкой (рис.  1.1), которая в общем случае состоит из скважин 1, водоотделителей 2, разветвленного подземного вакуумного газопровода 3, вакуум-насосной станции (ВНС) 4, нагнетательного газопровода 5 и потребителя метановоздушной смеси 6.

Рис.  1.1. Схема дегазационной установки: 1 – дегазационные скважины; 2 – водоотделитель; 3 – вакуумный газопровод; 4 –вакуум-насосная станция; 5 – нагнетательный газопровод; 6 – потребитель (котельная)

Дегазационные установки в зависимости от условий эксплуатации могут быть стационарными и передвижными.

9

Передвижные дегазационные установки применяются в следующих случаях: дегазационные работы имеют локальный, временный характер; большая удаленность участка от стационарной дегазационной установки; во время строительства стационарной дегазационной установки; если стационарная установка не обеспечивает требуемой эффективности.

Основы расчета участковых и магистральных подземных и наземных дегазационных газопроводов

Подземные газопроводы. Для выполнения расчета необходимо составить схему газопроводов с учетом развития горных работ на наиболее трудный период эксплуатации дегазационной системы.

Расход метановоздушной смеси в конце каждой ветви дегазируемого выемочного участка с учетом пропускной способности газопровода

гдеQci – расход метановоздушной смеси из i-й скважины выемочного участка, м3/мин;

DQ – удельные подсосы воздуха в газопровод, м3/мин м. Рекомендуется принимать 1 10–3 м3/мин м;

lучi – длина i-й ветви газопровода выемочного участка, м.

Расход метановоздушной смеси из i-й скважины (в начале участка)

гдеQмi – расход метана из i-й скважины, м3/мин;

aмi – концентрация метана в начале i-го газопровода (у скважины), %.

Концентрация метана в конце i-й ветви участка газопровода

гдеlуч.i – длина i-й ветви участкового газопровода, м.

Расход метановоздушной смеси в конце каждой ветви магистрального газопровода

10