Okhrana_truda_v_ugolnoy_promyshlennosti

орошения или необходимости уменьшения влажности угля и расхода воды в два и более раз может применяться пневмогидроорошение - смесь сжатого воздуха с водой. Подвод водовоздушной смеси к форсункам производится путем подачи воды и сжатого воздуха в смеситель. При пневмогидроорошении достигается тонкое диспергирование воды, а, следовательно, и осаждение тонко диспергированной пыли. Для того чтобы туман не рассеивался в выработке, а направлялся к источнику пыли, применяются форсунки,

вкоторых формируется двойной факел диспергированной воды: наружный - грубодисперсный и внутренний - тонкодисперсный, а также форсунки с переменной дисперсностью тонкодиспергированпой воды, которые ограждаются форсунками с равномерным распределением грубодиспергированной воды.

Эффективное пылеподавление, включающее одновременно очистку запыленного воздуха и орошение горной массы водой, достигается при применении цилиндрических и конических водовоздушных эжекторов ЭЦ-100, ЭЦ-250, ЭК-80, ЭК-1-110-500 и др. Принцип работы водовоздушного эжектора (рис. 5.1) заключается

втом, что за счет разряжения, создаваемого водяным факелом форсунки, отсасывается запыленный воздух, образующий с диспергированной водой шламовидную смесь, которая, в свою очередь, направляется на подавление пыли.

Рисунок 5.1 - Принцип работы водовоздушного эжектора

1 - форсунка; 2 - вода; 3 - запыленный воздух; 4 - шламовидная смесь

Водовоздушные эжекторы применяются, в частности, для пылеподавления при передвижке секций

механизированной крепи. На принципе эжектирования основано также пылеподавление на погрузочных и перегрузочных пунктах угля путем орошения его под укрытием с помощью конусных форсунок.

При бурении шпуров и скважин по углю и породе основным способом пылеподавления является промывка. Вода подается по осевому каналу буровых штанг через отверстия в буровой коронке непосредственно в зону разрушения. При работе перфораторов и буровых станков применяется осевая подача воды через канал в корпусе и штанге и боковая - через муфту на штанге, а при работе пневмо-электросверл - только боковая промывка. При невозможности промывки при бурении шпуров допускается орошение устья шпура.

41

При работе перфораторов и самоходных буровых установок применяется также система пылеулавливания СПМУ-2.

При ручной уборке горной массы применяют увлажнение взорванной массы, а при работе погрузочных средств - орошение. При скреперной доставке горной массы наряду с подачей свежего воздуха к месту машиниста скреперной лебедки, что предотвращает распространение пыли в зону дыхания рабочих, используют автоматизированную систему орошения.

С целью повышения эффективности различных видов орошения рекомендуется добавлять в воду смачиватель (ПАВ), для дозирования которого применяют дозатор смачивателя ДСУ-4 или ручной ороситель РО-1.

При высоком уровне запыленности на выемочных и проходческих комбайнах дополнительно применяют пылеулавливание с помощью центробежных вентиляторов. Отсасываемый запыленный воздух поступает в вентилятор, где пыль смачивается водой, распыляемой форсункой, и затем в виде шлама оседает в шламоотделителе, а очищенный воздух отводится в выработку. Эффективность пылеулавливания определяется в основном кратностью пылеотсоса - количеством отсасываемого воздуха, отнесенным к поступающему количеству воздуха для проветривания. Кратность отсоса составляет при работе очистных комбайнов - 0,6-0,8, а при применении проходческих комбайнов избирательного действия - 1,2-1,3.

Борьбу с пылью при перегрузке горной массы на опрокидах осуществляют с помощью орошения и пылеотсоса. Для этих целей сооружают специальную систему пылеотсоса, а для очистки отсасываемого воздуха от пыли чаще всего используют тканевые и электрофильтры, которые монтируют в специальных камерах.

Эффективным способом борьбы с пылью является пылеподавление пеной, допущенное к применению на тонких крутых пластах. Для пылеподавления пеной используют оборудование трех модификаций: для забоев с комбайновой выемкой ППС.00, с молотковой - ППС.01 и щитовой - ППС.02. Пену получают путем добавления в воду с помощью дозатора пеногенератора пенообразователь «Углепен» в количестве 1%.

Остаточная запыленность воздуха по сети горных выработок, как правило, находится на относительно высоком уровне и воздушные потоки, исходящие из очистных и подготовительных выработок, а

42

также проходящие по сети выработок, нуждаются в дополнительном обеспыливании. Для обеспыливания воздушных потоков примененяют водяные и водовоздушные (туманообразующие) завесы, водовоздушные эжекторы, пылеулавливающие установки, лабиринтно-тканевые завесы.

Для создания водяных завес типа ВЗ-1 используют плоскоструйные форсунки.

Более эффективными являются туманообразующие завесы, создаваемые туманообразователями типа ОП-1 или ТЗ-1В. Диаметр капель образующегося тумана в них не превышает 10-50 мк поэтому распыленная вода длительное время удерживается в воздухе. Для образования водяного тумана в туманообразователи подводятся вода и сжатый воздух. При подаче сжатого воздуха и перемещения золотника вода и сжатый воздух поступают в смесительную камеру, в которой образуется водовоздушная смесь. Распыление последней происходит через кольцевую щель, при помощи которой регулируется степень дисперсности водяного тумана.

Высокую эффективность также имеют завесы с водовоздушными эжекторами.

Лабиринтно-тканевые завесы изготавливаются из мешковины на базе оросителей или водовоздушных эжекторов.

Основными элементами пылеулавливающих установок (агрегатов) типа АПУ-250 и АПУ-425 являются всасывающий коллектор для забора исходящего запыленного воздуха, трубопровод для его изолированного отвода, вентилятор для создания необходимого разряжения и пылеулавливающее устройство для очистки воздуха от пыли.

К обеспыливающему мероприятию относится также обеспыливание вентиляцией. Обеспыливающее действие вентиляции достигается за счет применения рациональных схем проветривания и установления оптимальной скорости движения воздушной струи - в очистных выработках в пределах 1,2-2,0 м/с и в подготовительных - 0,4-0,6 м/с.

Исследованиями МакНИИ установлено, что наиболее рациональными являются технологические схемы с нисходящим проветриванием. Так, в частности, применение нисходящего проветривания очистных выработок крутых пластов, особенно при механизированной выемке угля, обеспечивает благоприятную пылевую обстановку на всех рабочих местах, расположенных выше

43

по потоку относительно основных источников пылевыделения, где запыленность воздуха находится на уровне ПДК или близком к нему и зависит от запыленности поступающей свежей струи. При молотковом способе выемки угля благоприятные условия создаются в верхней трети очистных выработок. При нисходящем проветривании, особенно при смешанном (комбайновом и молотковом) способе выемки угля и при отсутствии мер обеспыливания создается неблагоприятная пылевая обстановка в нижней части очистных и в примыкающих к ним откаточных выработках. Это требует обязательного применения средств пылеподавления при отбойке и перемещении угля и (в необходимых случаях) интенсивных пылевзрывозащитных мероприятий, а также разнесения во времени выемки угля комбайном и отбойными молотками.

В общем, для радикального улучшения пылевой обстановки на выемочном участке наиболее целесообразным является применение такой организации движения воздушно-пылевых потоков и технологии работ, при которой зоны перемещения поступающего (свежего) и исходящего потоков разделены в пространстве с размещением основных рабочих мест на свежей струе, а пребывание работающих в зонах с высоким уровнем запыленности воздуха исключается или сводится к минимуму.

Практика показывает, что применение существующих способов пылеподавления при выемке угля не обеспечивает необходимого снижения запыленности, а позволяет в большинстве случаев обеспечить только, так называемый, технически достижимый уровень запыленности. В этих случаях на рабочих местах обязательным является применение индивидуальных средств защиты органов дыхания от пыли.

Наибольшее распространение получили противопылевые респираторы Ф-62Ш, «Астра-2», У-2К и «Лепесток».

Респиратор Ф-62Ш представляет собой резиновую полумаску ПР-7 с двумя отверстиями. В одном отверстии укрепляется полиэтиленовая коробка с фильтрами из ткани ФПП-16, в другом - клапан выдоха. Респиратор Ф-62Ш применяют в условиях, когда массовая концентрация пыли в воздухе не превышает 500 мг/м3.

Респиратор «Астра-2» используют в условиях, когда массовая концентрация пыли в воздухе составляет 300 мг/м3 при выполнении работ средней тяжести. Он представляет собой полумаску из

44

эластичной резины, имеющую отштампованное гнездо для клапана выдоха и два отверстия для коробок с противопылевыми фильтрами из ткани ФПП-15, которая электрически заряжена. Эффективность пылеулавливания составляет 99,9%.

Респиратор У-2К применяют при выполнении работ, не связанных с большой физической нагрузкой. Это полумаска из мелкопористого эластичного пенополиуретана и ткани ФПП-15. Изнутри она покрыта тонкой воздухонепроницаемой пленкой, к которой крепятся два выдыхательных клапана. В центре полумаски расположен вдыхательный клапан. Эффективность пылеулавливания равна 99,9 %.

Респиратор «Лепесток» имеет три модификации: «Лепесток-200», «Лепесток-40» и «Лепесток-5», которые применяют при запыленности атмосферы, превышающей ПДК соответственно в 200, 40 и 5 раз. Эффективность улавливания пыли составляет 99,9 %.

5.3 Выбор обеспыливающих мероприятий

Всоответствии с методикой МакНИИ выбор отдельных обеспыливающих мероприятий или их комплекса для различных производственных процессов производится в зависимости от величины удельного пылевыделения пласта

q = 240aK1K2K3K4 , г / т,

где а - содержание пыли в разрушенном угле, %; К1, К2, К3 и К4 - коэффициенты влияния на удельное пылевыделение соответственно влажности горной массы, мощности пласта, скорости движения воздушной струи и производственного процесса.

Содержание пыли в разрушенном угле определяется по каталогу шахтопластов по пылевому фактору или расчетным путем по

где m - показатель разрушаемости угля определяется по данным рассева угля пласта в соответствии с ГОСТ 16093 - 70.

45

Таблица 5.3 - Значение коэффициента влияния мощности пласта на удельное пылевыделение

Таблица 5.4 - Значение коэффициента влияния скорости движения воздушной струи на удельное пылевыделение

Таблица 5.5 - Значение коэффициента влияния производственного процесса на удельное пылевыделение

46

Продолжение таблицы 5.5

При ведении очистных работ с подрывкой боковых пород или проведением выработок смешанным забоем значение коэффициента К4 принимается как средневзвешенное объемов разрушаемого (перемещаемого) угля Vу и Vп и соответствующих коэффициентов К4у и К4п.

Значение коэффициента К3 для погрузочного пункта очистной выработки и последующих мест перегрузки угля, а также при перегрузке горной массы из подготовительной выработки определяется с учетом увеличения внешней влажности угля или горной массы в результате предшествующих процессов пылеподавления: увлажнения угля в массиве, орошения при выемке, отбойке и др.

В зависимости от величины удельного пылевыделения все производственные процессы разделяются на восемь категорий по пылевому фактору (табл. 5.6).

47

Таблица 5.6 - Значения удельного пылевыделения для производственных процессов различных категорий по пылевому фактору

Обеспыливающие мероприятия для различных производственных процессах определяются в зависимости от категории их по пылевому фактору. Например, в очистных забоях пластов пологого и наклонного падения при выемке угля комбайном и производственных процессах I-й категории по пылевому фактору достаточно ограничиться только оросительной системой комбайна, а в случае VII-VIII-й категории пыльности применяется практически весь компллекс обеспыливающих мероприятий: предварительное увлажнение угля в массиве, оросительную систему комбайна (в отдельных случаях комбайны дополнительно оснащаются пылеотсосом), орошение угля при выемке и погрузке его из ниши, орошение угля на погрузочном пункте лавы, очистка исходящей вентиляционной струи, организацию работ, исключающую нахождение людей в запыленной зоне и др.

5.4 Предварительное увлажнение угля в массиве

Предварительное увлажнение угля в массиве должно применяться при ведении очистных работ, а также при проведении выработок комбайнами избирательного действия по пластам средней мощности.

Допускается с разрешения Госгорпромнадзора по заключению МакНИИ или ЭТЦ не применять предварительное увлажнение при влажности угля 12% и более, при условии поддержания запыленности воздуха с помощью других противопылевых мероприятий в пределах ПДК, если нагнетание воды в пласт приводит к ухудшению условий труда и снижает безопасность ведения горных работ (например, происходит обрушение кровли или размокание почвы), или если производство работ по бурению

48

скважин или шпуров для предварительного увлажнения угля в массиве и нагнетание в них воды невозможно по горногеологическим или горнотехническим условиям (например, невозможно выполнить бурение шпуров или скважин на необходимую глубину или пласт «воду не принимает»).

Нагнетание воды в пласт в очистных выработках должно производиться, как правило, через длинные скважины, пробуренные из подготовительных выработок параллельно забою лавы Увлажнение по такой схеме применяют при столбовой системе разработки, опережении хотя бы одной из подготовительных выработок забоя лавы при сплошной системе разработки и при щитовой выемке крутых пластов. Скважины для нагнетания воды могут быть пробурены из одной или навстречу из двух выработок. В щитовых лавах нагнетание воды должно производиться в подготавливаемую к выемке полосу угля (рис.5.2).

Рисунок 5.2 - Технологические схемы нагнетания воды из подготовительных выработок в очистных забоях пологих пластов (а) и при щитовой выемке на крутых пластах (б)

1 - вентиль; 2 - фильтр штрековый; 3 - дозатор смачивателя; 4 - расходомер; 5 - насосная установка высоконапорная; 6 - штрековый трубопровод; 7 - герметизатор; 8 -

буровой станок

Длина скважин принимается из условия обеспечения увлажнения угля по всей длине лавы и исключение порыва воды в

49

подготовительную выработку, а при бурении скважин из двух выработок навстречу в соседнюю скважину

lc = Lл - lг, м или lc = 0,5Lл - lг, м,

где Lл - длина лавы, м; lг - глубина герметизации скважин, м. Глубина герметизации скважины должна перекрывать

протяженность разгружающего влияния выработки и принимается lг = 10-15 м.

Расстояние между скважинами принимается равным двойной длине герметизации скважин lр = 2lг, м.

Расстояние между первой скважиной и плоскостью забоя на момент начала бурения рассчитывается по зависимости

L1 = (Tб+ Tн V)+15, м,

где L: - расстояние между первой скважиной и плоскостью забоя, м; Tб и Tн - соответственно продолжительность бурения скважины и нагнетания в нее воды, сут; V - средняя скорость подвигания очистного забоя, м/сут.

В случае отсутствия необходимого опережения подготовительной выработкой очистного забоя, а также при сложной гипсометрии пласта, наличия тектонических нарушений или невозможности обеспечения направленного бурения скважин на всю высоту этажа нагнетание воды в пласт может производиться через

шпуры или короткие скважины, пробуренные из очистной выработки (рис. 5.3)

Рисунок 5.3 - Технологическая схема нагнетания воды в пласт через шпуры (короткие скважины) в прямолинейном забое

1 - злектросверло; 2 - герметизатор; 3 - забойный водопровод; 4 - установка насосная; 5 - расходомер; 6 - дозатор

смачивателя; 7 - фильтр штрековый; 8 - вентили; 9 - штрековый трубопровод

50