Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Аэрология горных предприятий. Пыль и ее опасность в промышленности
.pdf
Крышка, легко
открывающаяся
и уменьшающая давление
в случае взрыва
Глушитель
взрыва
Вентиляционная труба вне здания,
по возможности, без изгибов
(заворотов)
Глушитель взрыва
Глушитель
взрыва
Выгрузка в мешок
или резервуар для
Спиральный конвейер
хранения
От жерновов
Шкивы
151
Цепной привод
к амортизатору
(демпферу)
Рис. 7.4. Схематическое изображение транспортера-глушителя и грушителя взрыва
Транспортер-глушитель представляет собой винтовой
транспортер, на выходном конце которого отсутствует ряд
оборотов, вследствие чего переработанный продукт в этом
месте заполняет собой весь конвейер, удаление продукта
происходит только путем смещения его продолжающим поступать на транспортер переработанным продуктом. Таким
образом, сам транспортер играет роль глушителя. Вблизи
каждого такого транспортера-глушителя должна быть размещена отводящая труба.
В одном немецком патенте описан прибор, позволяющий
предотвратить распространение взрыва в транспортной системе применением инертной пыли. Инертная пыль размещается
в особой камере, расположенной над кожухом конвейера, и сообщается с ним через отверстие, снабженное заслонкой. Обычно заслонка закрыта, но в случае взрыва сила взрыва действует
на подвижную дверцу, помещенную в конце кожуха конвейера, и либо дает выход взрыву через отводную трубу прямо в атмосферу, либо открывает доступ инертной пыли, которая густыми клубами заполняет конвейер и заглушает огонь.
7.4. Законы охраны труда
В течение последних лет как в Англии, так и в других
странах, в результате исследований, посвященных вопросу
о происхождении и свойствах взрывов пыли, в законодательство были включены некоторые положения, имеющие целью
уменьшение, насколько это возможно, опасность, обусловленную взрывами пыли. Ниже приведен перечень обязательных постановлений, разработанных в Англии инспектором
заводов, касающихся зернохранилищ и других мест, где образование легковоспламеняющейся пыли может достигнуть
угрожающих размеров. Перечень этот дает исчерпывающую
сводку всех ныне существующих мер предосторожности,
способных предотвратить взрыв пыли.
1. Предназначенное для упомянутых целей помещение
не должно иметь никаких надстроек и не должно прилегать
к каким-либо более высоким зданиям, которые могли бы пострадать.
152
2. Крыша должна быть построена с таким расчетом, чтобы в случае взрыва сопротивление ее было незначительным.
3. Не должно быть открытых балок, перекладин, и вообще не должно быть выступов или полок, на которых могла
бы скапливаться пыль.
4. Полы, стены, машины, различная аппаратура и всякого рода выступы следует ежедневно очищать от пыли, предпочтительно с помощью пылесосов.
5. Подвальные помещения не пригодны для установки
дезинтеграторов и всяких других измельчающих машин.
6. Всякие измельчающие и смешивающие машины, както сеялки, элеваторы, червячные передачи и транспортеры
(за исключением ременных транспортеров) должны быть
сконструированы так, чтобы не пропускать пыли, а лучше
всего – снабжены отсасывающей вентиляцией. Ременные
транспортеры должны быть снабжены эксгаусторами и подходящими приборами для улавливания и удаления пыли
в местах их наполнения и выгрузки.
7. Достаточно мощные электромагнитные очистители
должны быть установлены в местах поступления продукта
в дезинтегратор или дробилки для обнаружения и улавливания железных и стальных частиц.
8. В таких помещениях воспрещается пользоваться незащищенными газовыми горелками или вольтовой дугой,
электрические лампочки накаливания должны быть снабжены не пропускающими пыль колпаками.
9. В таких помещениях согласно § 27 правил пользования электрической энергией необходима особая защита проводов, выключателей, предохранителей и других электрических приборов.
10. Зажигание спичек и курение должны быть запрещены.
11. Для размольных и отсеивающих машин применение
пылеулавливающих камер нецелесообразно и опасно, они
должны быть заменены более современными аппаратами,
например циклонами или матерчатыми фильтрами.
153
Что касается опасности воспламенения пыли от электрических установок, то в Англии действуют следующие постановления, разработанные инспектором электрических установок на заводах:
«В указанных случаях надлежит руководствоваться § 27
правил пользования электрической энергией, параграф этот
гласит:
«Все провода и аппараты, устанавливаемые на открытом
воздухе, подвергаются опасности заржаветь или находящиеся в легковоспламеняющейся среде, в легко взрывающей
атмосфере, или употребляемые для каких-либо иных целей,
кроме освещения или двигателей, должны быть так сконструированы и защищены, и к ним должны быть применены такие меры предосторожности, которые могут оказаться
необходимыми для предотвращения опасности, создавшейся
в связи с местом их установки, а также и в связи с особенностями их использования»».
Возгорание пылевого облака может произойти в следующих случаях:
1) если лопнет лампочка накаливания;
2) если перегреются провода или аппаратура в результате:
– чрезмерной нагрузки на провода;
– неправильного соединения проводов или проводки;
3) в случае ненадлежащей изоляции проводов и аппара-
туры (что может привести к образованию искр);
4) если образуются вольтовы дуги в аппаратах, служащих
для прерывания тока, например в выключателях, прерывателях, предохранителях или штепселях для переносных ламп.
Само собой разумеется, что пользоваться разрешается исключительно вакуумными лампочками, причем рекомендуется руководствоваться следующими правилами:
1) подобные лампочки должны быть защищены прочными стеклянными колпаками, снабженными в месте своего
укрепления резиновым или иным ободком, непроницаемым,
насколько это возможно, для пыли; это относится и к ручным переносным лампам;
154
2) содержание этого пункта уже фигурировало в вышеприведенных постановлениях;
3) для изоляции кабелей и проводов рекомендуется пользоваться металлическими сетками из массивной крученой
проволоки, причем необходимо озаботиться тем, чтобы эти
сетки были:
– непрерывного действия;
– заземленными;
4) ввиду того что образование вольтовых дуг или искр
в выключателях, прерывателях или предохранителях неизбежно, должны быть приняты меры против представляемой
пылью опасности путем заключения перечисленной аппаратуры в не пропускающие пыль футляры или размещения их
там, где нет угрозы возгорания от них пыли; футляры выключателей должны быть непроницаемы для пыли, а предохранители должны быть сконструированы так, чтобы они
не могли стать причиной взрыва.
Контрольные вопросы
1. Отсутствие какого условия приводит к невозможности
взрыва?
2. Возможно ли работать в облаке пыли?
3. Перечислите способы, приводящие к воспламенению
пыли.
4. Назовите особенности каждого из способов.
5. Что такое эксгаустор и зачем он нужен?
6. Можно ли выключать вентиляторы после взрыва пыли?
Когда вообще они должны работать и в каком режиме?
7. Как следует отводить статическое электричество
от установок?
8. В каком диапазоне значений концентрации пыли возможен ее взрыв и чем он обусловлен?
9. Почему на производстве используются закрытые помещения, в которых может собраться облако пыли?
155
8. ВЗРЫВЫ ПЫЛИ В КОПЯХ
Как в отношении путей возникновения и возгорания
пыли, так и по характеру получающихся при этом взрывов, обстановка каменноугольных копей сильно отличается
от обстановки заводской.
Добыча каменного угля по существу своему не может
не быть «пылевой» профессией. Каменный уголь хрупок или
легко рассыпается – разбитый забойником или взрывом,
он дает значительное количество пыли. Пыль эта разносится повсюду вентиляционными потоками и оседает на полу,
крыше и стенах галерей. Пыль поднимается от постоянного движения вдоль путей, пыль оставляют за собой бадьи
с углем, если только они не конструированы специально
для предотвращения этого. Если грохотовка производится
вблизи отверстия нагнетательной вентиляционной трубы,
то поток воздуха уносит вниз в копи большие количества
угольной пыли. Некоторое количество пыли накапливается
на деревянных обшивках и брусках, откуда она легко может
быть сброшена, и в таких случаях образуются клубы пыли,
которые разносятся далеко по выработкам, прежде чем
осесть. Кроме того, проходящие вагонетки также постоянно
вздымают пыль.
Стены рудника оказывают большее сопротивление внезапно развивающейся при взрыве волне давления, чем стены фабрик. Поэтому материальный ущерб от взрыва в копях
часто оказывается незначительным по сравнению с полным
разрушением заводских зданий, которое может произойти
даже при сравнительно слабом взрыве. Зато в копях взрыв
распространяется по выработкам с сокрушающей силой,
оставляя за собой смерть и разрушение.
Все рудники в любом случае запылены – пыль скапливается в выработках и постоянно смещается при переходах рабочих и передвижении вагонеток, вследствие чего опасность
ее взрыва всегда присутствует. Ввиду того что освободить
рудники от пыли или примешать к атмосфере инертный газ
156
невозможно, приходится в горных разработках обратиться
к иным мерам предосторожности.
Среди самых разнообразных факторов, при наличии которых возможен взрыв угольной пыли, наибольшее значение имеют следующие:
1) химическая и физическая природа добываемого угля;
2) концентрация угольной пыли в атмосфере копей;
3) дисперсность пыли;
4) состав воздуха копей;
5) скорость начальной взрывной волны.
8.1. Химическая и физическая
природа угля
8.1.1. Общие сведения
Содержание летучих веществ. Уголь тем легче воспламеняется, чем больше в нем летучих веществ, хотя следует
оговориться, что не одно только количество этих последних
определяет степень воспламеняемости угля. Опыт показал,
что не меньшее значение имеет и природа летучих веществ,
особенно скорость их образования при действии на уголь излучаемой летучими веществами теплоты.
Таффанель (M.J. Taffanel) и его коллега Райс (G.S. Rice)
выяснили [20], что если содержание в угле летучего вещества превысит 25 %, то дальнейшее его повышение уже
не вызывает каких-либо резких изменений степени легкости
воспламенения угля. Если же летучие вещества составляют
меньше 25 %, то каждое снижение их содержания на 1–2 %
значительно уменьшает и степень легкости воспламенения.
Уголь, содержащий менее 11 % летучих веществ, можно
считать сравнительно безопасным с точки зрения его воспламенения. Неизвестно ни одного случая взрыва пыли в антрацитовых копях; если же в них случаются газовые взрывы,
то и они очень непродолжительны и имеют ограниченное
распространение. Можно сказать, что во всех случаях взры-
157
вания угольной пыли, породивший эту пыль уголь оказывается либо битуминозным, либо полубитуминозным, т.е. содержащим от 15 до 45 % летучих веществ.
Содержание золы и влаги. Количество содержащегося
в угле негорючего вещества неизбежно уменьшает количество имеющихся в угле горючих веществ и тем самым
снижает воспламеняемость пыли, а следовательно, и угрозу взрыва. Например, было показано, что битуминозная
угольная пыль, содержащая 14 % золы, легко взрывается,
но что по мере возрастания количества золы, достигаемого примешиванием инертной пыли, сила взрыва понижается и, наконец, когда содержание золы в пыли достигает
48 %, пыль уже утрачивает способность взрываться. Объясняется это поглощением тепла негорючими веществами,
вследствие чего температура горючей части пылинок повышается, соответственно, в меньшей степени и, в конечном итоге, не достигает значения, необходимого для воспламенения.
Влага также поглощает часть теплоты, используя ее
как скрытую теплоту испарения, задолго до того, как температура горючей части угля достигнет точки воспламенения, а потому понижает воспламеняемость пыли. Недавно добытый уголь содержит в себе различное количество
влаги: битуминозный уголь – 0,5…10 %, лигниты – 30 %
и выше. Проведенные в Америке опыты показали, что
присутствующие 30 % влаги делают пыль любого битуминозного угля невзрывчатой, хотя во многих случаях
даже менее половины этого количества влаги достаточно.
Обычно содержание влаги в угольной пыли копей настолько незначительно, что она ни в какой мере не может привести к снижению воспламеняемости пыли. Лигниты же,
несмотря на большее по сравнению с битуминозным углем
содержание в них летучих веществ, менее легко воспламеняются из-за большого естественного содержания в них
влаги.
158
8.1.2. Концентрация угольной пыли
Небольших количеств угольной пыли достаточно для
того, чтобы произошло распространение горения. Три унции битуминозной угольной пыли, содержащей 4 % золы
и 30 % летучих веществ, просеиваются без остатка через
сито в 200 отверстий на 1 кв. дюйм и, будучи взвешены
в кубическом ярде воздуха, легко воспламеняются и горят со взрывом. Неоднократно предпринимались попытки
предотвратить распространение взрыва в копях введением
так называемых свободных от пыли зон. Зоны эти состоят из участков галерей длиной приблизительно 1000 футов
(300 м), из которых по меньшей мере раз в день тщательно
удаляется пыль. Опыт показал, однако, что того незначительного количества пыли, которое неизбежно остается даже
после произведенной чистки в расщелинах и на выступах,
достаточно для распространения взрыва.
Минимальное значение концентрации пыли, необходимое для распространения взрыва, тем выше, чем больше
содержится в угле золы и чем меньше в нем летучего вещества. Оно снижается, если в воздухе содержится метан. Если
концентрация угольной пыли оказывается выше известного
максимального ее значения, то смесь утрачивает способность
распространять пламя.
8.1.3. Дисперсность пыли
Как и всякое другое горючее вещество, угольная пыль
взрывается тем легче, чем она мельче. В табл. 8.1 приведено
соотношение между степенью дисперсности пыли и температурой воспламенения пылевого облака.
Очень мелкая пыль весьма легко воспламеняется отчасти благодаря тому, что поверхность соприкосновения пыли
с кислородом особенно велика. Кроме того, возможно, что
в такой мелкозернистой пыли значительная доля частиц
окажется столь небольших размеров, что проявится броуновское движение. Поведение этих частиц можно прирав-
159
нять к поведению малоподвижных газовых молекул – облегчая связь между соседними частицами, они содействуют
распространению горения в облаке пыли.
Таблица 8.1
Зависимость температуры воспламенения Т
от ее дисперсности
воспл
пыли
Степень дисперсности пыли
1
Сито в
Сито в
Сито в
Сито в
1
–
–
–
1
220
отверстий
150
1
отверстий
180
1
отверстий
220
отверстий
100
1
150
1
180
Т
воспл,
1350 1,50
900 1,57
860 1,80
850 1,98
Содержание золы в пробе, %масс.
С
8.1.4. Состав воздуха в копях
Легкость воспламенения и горения угольной пыли
в значительной степени зависит от того, сколько содержится
в воздухе кислорода, а также и от количества присутствующего в нем метана. Пыль труднее воспламеняется, если содержание кислорода в воздухе меньше обычного. Опыт показал, что в воздухе, содержащем менее 18 % кислорода,
воспламенение угольной пыли невозможно. Однако присутствие небольших количеств метана значительно повышает
воспламеняемость угольной пыли, делая ее взрывчатой даже
в тех случаях, когда концентрация пыли или кислорода
ниже обычно необходимого минимума. Равным образом, метан увеличивает и силу взрыва.
8.1.5. Скорость начальной взрывной волны
Если в каком-нибудь пункте в копях происходит взрыв,
то возникающая при этом волна давления распространяется
вдоль выработок, предшествуя волне возгорания. Если волна достаточно сильна, она вздымает угольную пыль с пола
и стен, что приводит к образованию пылевого облака, которое в большинстве случаев оказывается взрывчатым. Для
160
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]