содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..

13.7. СПОСОБЫ БОРЬБЫ С ОБРАЗОВАНИЕМ ПЫЛИ И ПЫЛЕВОГО ОБЛАКА

В шахтах наиболее распространены следующие способы борьбы с образованием пыли и пылевого облака: орошение источников пылеобразования; предварительное увлажнение угольного массива; промывка шпуров при их бурении; применение пены для связывания пыли; сухое пылеулавливание; обеспыливающая вентиляции; индивидуальные средства защиты от пыли.

Орошение источников пылеобразования является одним из наиболее эффективных способов борьбы с угольной и породной пылью. Определяющее влияние на эффективность орошения оказывают гидрофильность (способность к смачиванию) и дисперсность пыли, размер капель жидкости, их число в факеле орошения, образующегося при истечении жидкости из распыляющей форсунки под давлением, и скорость встречи капель с частицами пыли. Эффективность орошения повышается при применении поверхностно-активных веществ, обеспечении требуемых скоростей встречи капель с частицами пыли и строгом соблюдении параметров работы оросительных устройств. Наибольший эффект достигается при использовании высоконапорного орошения с давлением жидкости 10—12 МПа и полном перекрытии источников пылеобразования.

Если к забою подведены коммуникации сжатого воздуха, то применяют пневмогидроорошение, заключающееся в том, что смачивающую жидкость с помощью сжатого воздуха диспергируют при вылете из форсунки на очень мелкие частицы. В результате обеспечивается высокая плотность капель в факеле водяной струи и повышается коэффициент захвата частиц пыли. Во избежание сноса тонкодиспергированного облака жидкости воздушным потоком факел орошения должен быть направлен на источник пылеобразования. Пневмогидроорошение обеспечивает максимальную эффективность пылеподавления (90—98%) при давлении воды перед форсункой 0,2 МПа, сжатого воздуха 0,5—0,6 МПа.

В системах орошения в шахтах применяются оросительные устройства различного вида: конусные, плоскоструйные и зонтичные форсунки, туманообразователи, насадки и др.

Если при передвижке механизированных крепей поддерживающего типа образуется большое количество породной пыли, то применяют систему орошения, показанную на рис. 13.6, а. Воду подают по забойному трубопроводу и через форсунки, расположенные вдоль межсекционных зазоров, распыляют в сторону выработанного пространства. Расход воды на орошение составляет 10 л/мин.

Крепи оградительно-поддерживающего типа также имеют оросительные устройства (рис. 13.6,6). Расход воды в такой системе пылеподавления равен 35 л/мин при давлении 1 —1,5 МПа.

В очистных забоях, оборудованных механизированными комплексами, орошение производят как при выемке угля, так и при его доставке. Отбитый уголь орошают с помощью форсунок, смонтированных на крепи. В уступных забоях крутых пластов применяют отбойные молотки с оросителями, которые включаются автоматически одновременно с включением отбойного молотка.

Пылеподавление при проведении горных выработок комбайнами осуществляют оросительными устройствами различной конструкции, которыми комбайны оснащаются на заводах-изготовителях. Вода подается непосредственно под режущий инструмент с помощью форсунок или насадок. Воду к оросительной системе комбайна подают по напорным рукавам от насосной установки или противопожарно-оросительного трубопровода.

Рис. 13.6. Схемы орошения при интенсивном пылеобразовании в процессе передвижки крепи поддерживающего (а) и оградительно-поддерживающего (б) типа :
1 — оросительное устройство; 2 — гибкий водяной шланг; 3 — форсунки; 4 — вентиль; 5 — редукционный клапан; 6 — противопожарный трубопровод; 7 — фильтр; 8 — манометр; 9 — забойный трубопровод

Удельный расход воды на орошение составляет 30—50 л на 1 т горной массы, давление воды у форсунок 1—3 МПа.
При наличии в проходческих забоях сжатого воздуха применяют также пневмогидроорошение. При этом вокруг коронки режущего органа образуют двойную водяную завесу из грубораспыленной в форсунке воды и тонкораспыленного сжатым воздухом водяного облака. Воду и сжатый воздух к комбайну подают под давлением не менее 0,4 МПа, расход воды составляет 40—80 л/мин, сжатого воздуха—1—2 м3/мин.

При работе погрузочных машин пылеподавление осуществляют с помощью смонтированных на них оросительных систем. Максимальная эффективность пылеподавления достигается при установке оросительного устройства на расстоянии не более 0,5 м от источника пылеобразования.

На полустационарных и переносных пунктах погрузки угля или породы применяют орошение водой с помощью зонтичных или конусных форсунок. Расход воды на орошение в таких пунктах составляет 5 л/мин. Пылеподавление на стационарных автоматизированных погрузочных пунктах обеспечивается оросительными устройствами с автоматическим включением и выключением форсунок.

Предварительное увлажнение угольного массива предполагает бурение скважин и нагнетание через них в пласт воды. Увеличение влажности угля значительно снижает пылеобразование. Предварительное увлажнение угольных пластов при ведении очистных работ применяют во многих случаях. Ведение очистных работ в неувлажненном массиве допускают, если запыленность воздуха на всех рабочих местах очистного забоя при применении других мер пылеподавления не превышает предельно допустимой нормы и в случае невозможности нагнетания жидкости в пласт.

Применяют высоконапорное и низконапорное предварительное увлажнение. Выбор того или иного из них зависит от интенсивности выемки угля, его свойств и условий залегания месторождения. При высоконапорном увлажнении применяют буровые станки, насосные установки, рукава, герметизаторы, гидрозатворы и другое оборудование, рассчитанное на требуемое максимальное давление нагнетания. Низконапорное увлажнение угольного пласта производят путем подключения нагнетательной системы к противопожарно-оросительному трубопроводу.

При бурении скважин диаметром 75—150 мм применяют станки БС-1М, СБГ-1М, 2УГНС, БИП-2, БИК-2, позволяющие бурить скважины под углом от 18 до 90° и длиной до 300 м.

Для изоляции нагнетательной части скважин (шпуров) применяются герметизаторы ПГШ-1, АГ-4А и «Таурус», рассчитанные на давление нагнетания до 40 МПа.

Нагнетание жидкости в скважины осуществляют насосными установками УНШ, УН-35, УНРО 2 и другими с подачей 30— 60 л/мин и рабочим давлением до 20—30 МПа. Насосные установки поставляют в комплекте с гибким высоконапорным рукавом, гидрозатворами и устройством для автоматического регулирования параметров нагнетания.

Для повышения эффективности увлажнения в воду добавляют поверхностно-активные вещества (ДБ, синтанол, ДТ-7 и др.), обычно в концентрации до 0,1—0,2 %.

Для пылеподавления при бурении шпуров осуществляют их промывку. Образующаяся при разрушении угольного или породного массива пыль смачивается водой или водными растворами поверхностно-активных веществ в забое шпура. Из шпура суспензия выносится в виде шлама Применяют боковую и осевую промывку. При боковой промывке жидкость подают через специальную муфту, укрепляемую на буровой штанге с продольным каналом диаметром 6—10 мм. Расход воды при бурении шпуров колонковыми и переносными перфораторами зависит от скорости бурения и составляет 4—15 л/мин. Давление воды, подаваемой для промывки шпуров, поддерживают на уровне 0,4—0,5 МПа.

При осевой промывке шпуров промывочную жидкость подают через специальное устройство в бурильной машине и штангу. Давление воды, подаваемой для промывки шпуров, принимают на 0,05 МПа меньше давления сжатого воздуха.

Применение пены для борьбы с пылью позволяет уменьшить удельный расход воды, снизить требуемое ее давление и повысить эффективность пылеподавления при транспортировании горной массы. Вместе с тем пена имеет специфический запах и сравнительно высокую стоимость, что ограничивает область ее применения.

В шахтах применяют пену высокой кратности. Оптимальная кратность ее находится в пределах 300—600. Пену выбирают определенной стойкости с заданным временем ее гашения естественным путем. Пена должна иметь высокую смачивающую способность. Исходя из указанных требований в качестве пенообразующих веществ применяют пенообразователь ПО-1 с добавлением смачивателя ДБ. Допускается использование других пенообразователей, отвечающих санитарно-гигиеническим нормам.

Пену высокой кратности получают с помощью пеногенера-торов ПГП (производительность до 20 м3/мин) и ПГПВ (производительность 40—100 м3/мин при кратности пены 300—650 и длине подачи пены 50—300 м).

В выработках с исходящей вентиляционной струей при интенсивности отложения пыли не более 50 г/(м2*сут) и в выработках со свежей струей рекомендуют производить смыв пыли. При интенсивном отложении пыли ее смыв производят с добавкой 0,1 %-ного раствора смачивателя.

Сухое пылеулавливание заключается в том, что запыленный воздух отсасывают вентиляторами из мест пылеобразования с последующей сухой или мокрой очисткой аэрозоля. Сухая очистка предусматривает инерционное и гравитационное осаждение пыли на фильтрующей ткани или в специальных камерах, мокрая — смачивание пыли водой, подаваемой на лопатки рабочего колеса вентилятора.

Эффективность пылеулавливания во многом зависит от кратности отсоса Qoтc/Qn, где Qотс — количество отсасываемого воздуха, м3/мин; Qn — количество подаваемого в забой воздуха, м3/мин. В газовых шахтах кратность отсоса должна составлять 0,7—1, в негазовых— 1 —1,3.

Для очистных комбайнов при эффективности пылеулавливания 90 % необходима кратность отсоса 0,6—0,8. С учетом такого требования и данных о запыленности шахтной атмосферы каждая пылеулавливающая установка должна отсасывать в шахтах Кузнецкого бассейна 250—320 м3/мин, Карагандинского — 900 м3/мин, Донецкого — 360 м3/мин.

Ограждающие щиты перед исполнительными органами комбайнов позволяют повысить эффективность пылеулавливания

в 4—5 раз и снизить кратность отсоса до 0,3—0,5. Эффективность пылеулавливания при этом может достигнуть 85—90 %.

Конец всасывающего трубопровода располагают на расстоянии 0,5—1 м от мест пылеобразования. Очищенный воздух выбрасывается на расстоянии 1,5—2 м от комбайна по направлению исходящей струи. В очистных забоях применяют пылеулавливающие установки ПШ-150, УАК-62, 2ПАК-52 и др., подача которых колеблется от 60 до 150 м3/мин. При комбайновом проведении выработок используют пылеулавливающие установки П-14М1, П-17М1, 1П-150 с подачей 120—190 м3/мин. Пылеуловитель П-14М1 предназначен для очистки воздуха при работе комбайнов 4ПУ и ПК-ЗР, пылеуловитель П-17М1 —для очистки воздуха от пыли при работе комбайнов 4ПП-2. Эффективность пылеулавливания указанных пылеуловителей достигает 90 % и выше.

ЦНИИподземмаш разработал на базе пылеуловителя П-17М1 передвижные пылеулавливающие установки ППУ-2 и ППУ-4 с подачей соответственно 75—350 и 80—380 м3/мин, обеспечивающие эффективность пылеулавливания 90—94 %.

При бурении шпуров и скважин сухое пылеулавливание осуществляют за счет отсоса пыли от устья скважины или из забоя шпура. Для сухого пылеотсоса применяют воздушные эжекторы, вентиляторы В-1800, В-2000, В-2400 и вакуумные насосы. Очистку отсасываемого воздуха производят при помощи переносных пылеуловителей с синтетическими фильтрами.

Обеспыливающая вентиляция предусматривает вынос пыли из забоя и разжижение пылевого аэрозоля поступающим свежим воздухом.

Для использования вентиляции в качестве пылезащитного средства рекомендуют принимать следующие оптимальные скорости движения воздуха по пылевому фактору: в подготовительных выработках 0,4—0,7 м/с; в очистных забоях 1—3 м/с.

В выработках с конвейерной транспортировкой скорость движения воздуха относительна движущегося потока горной массы, как правило, не должна превышать 1—2 м/с. Однако при влажности угля свыше 8 % допускают скорость движения воздуха относительно транспортируемого угля до 3 м/с.

На каждой шахте разрабатывают мероприятия по комплексному обеспыливанию шахтного воздуха. Обычно эти мероприятия оформляют в виде паспорта противопылевых мероприятий на выемочном или проходческом участке. В паспорте приводят технологическую схему пылеподавления с указанием размещения в выработках оросителей, водяных завес, дозаторов, оросительных устройств, насосных установок, увлажнительных скважин, а также схему установки оросителей на комбайне. Кроме того, в паспорте указывают параметры пылеподавления
(давление воды и ее расход, концентрация и расход смачивателя, количество и тип оросителей), вынимаемую мощность пласта, угол его падения, марку угля, группу пыльности пласта, длину лавы, тип и производительность комбайна, скорость подвигания забоя и скорость движения воздуха.

В качестве индивидуальных средств защиты от пыли применяют противопылевые респираторы Ф-62Ш, «Астра-2», У-2К, ШБ-1 («Лепесток»), ПРШ-741 и ПРШ 742. Срок защитного действия индивидуальных респираторов ПРШ-741 и ПРШ-742 при запыленности 1 г/м3 составляет 6—7 ч, при запыленности 0,1—0,3 г/м3 — от 1 до 26 ч. Эффективность индивидуальных средств пылезащиты при чистых фильтрах оценивают на уровне 96—99 %. Масса респираторов колеблется от 10 г (ШБ-1) до 220 г (ПРШ-742).