Институт геологии и горного дела

Кафедра «Охраны труда и аэрологии»

Специальность «Безопасность трудовой деятельности»

«Нормализация условий труда шахтеров по пылевому фактору на примере шахты им.М.И.Калинина ГП «ДУЭК»

Научный руководитель: д.т.н., проф., зав. каф. «Охраны труда и аэрологии», проректор ДонНТУ Булгаков Юрий Федорович

---

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Актуальность работы

Цели и задачи магистерской работы

Предпологаемая научная новизна

Краткое изложение результатов магистерской работы

Заключение

Литература

Актуальность работы

Развитие угольной промышленности Украины, как основы для национальной энергетической независимости, немыслимо без решения важных проблем охраны труда. Тревожной является статистика о профессиональных заболеваниях шахтеров, а также последствиях внезапных взрывов пылеуглеметановых смесей, приводящих ежегодно к социальным и экономическим потерям (примерно в 1 млрд. гривен). Особенно важной социальной проблемой является борьба с пылью в угольной промышленности. Одними из самых распространенных профессиональных заболеваний шахтеров являются заболевания органов дыхания пылевой этиологии: пневмокониозы, хронический бронхит, бронхиальная астма, хронический ринофаринголарингит и другие. Лечение указанных болезней является неотложной задачей профилактической медицины, а их предотвращение – важной задачей службы охраны труда угольных предприятий. Исследованием данной проблемы занимались отечественные и зарубежные ученые [1–13]. Однако целый ряд вопросов остался не изученным, этим и обусловлена актуальность выбранной темы.

Цели и задачи магистерской работы

Целью магистерской работы является изучение процессов пылеподавления для разработки научно–обоснованных мероприятий по нормализации условий труда по пылевому фактору.

В данной работе решаются задачи:

• комплексного применения различных способов предотвращения и уменьшения пылеобразования;
• усовершенствования методов пылеподавления;
• обеспыливания рудничного воздуха с применением новых технологий

для снижения профессиональной заболеваемости шахтеров в условиях шахты им. М.И.Калинина.

Предпологаемая научная новизна

В сложившейся ситуации добиться существенного снижения профессиональной заболеваемости шахтеров возможно при соответствующем снижении запыленности воздуха в шахтах при всех процессах пылеобразования путем выбора оптимального количества форсунок и их гидравлических и геометрических параметров. Использование новых разработок предприятиями угольной промышленности позволит существенно снизить риск профессиональной патологии у шахтеров.

Краткое изложение результатов магистерской работы

Способы и средства борьбы с пылью

Комплексное обеспыливание шахтного воздуха реализуется по трем, в определенной степени взаимосвязанным направлениям: снижение пылеобразования, уменьшение пылепоступления (перехода образующейся пыли во взвешенное состояние) и очистка воздуха от витающей пыли.

Увлажнение угля способствует росту адгезионно–когезионных сил между поверхностями пылевидных частиц и образованию из них крупных агрегатов, быстро осаждающихся из воздуха под действием силы тяжести. Установлено, что увеличение влажности угля на 1–3% приводит к снижению пылеобразования на 75–80%. При влажности угля более 12% пылеобразование практически отсутствует.

Для улучшения смачиваемости угля при предварительном его увлажнении применяются поверхностно–активные вещества (ПАВ). Молекулы ПАВ адсорбируются на поверхности пленок жидкости и тем самым снижают поверхностное натяжение воды и повышают смачивающую способность ее за счет адсорбции молекул ПАВ на поверхности частиц пыли.

Кроме предварительного увлажнения угольного пласта, в очистных забоях применяются меры пылеподавления и обеспыливания воздуха путем орошения.

Сущность пылеподавления орошением заключается в том, что при взаимодействии капли жидкости с частицей пыли происходит ее смачивание, захват каплей и осаждение получившегося агрегата – частица пыли – вода.

Для обеспыливания вентиляционных потоков наибольшее применение нашли завесы: водяные, водовоздушные (пневмогидроорошение), туманообразующие, с водовоздушными эжекторами

Эффективное пылеподавление, включающее одновременно очистку запыленного воздуха и орошение горной массы водой, достигается при применении цилиндрических и конических водовоздушных эжекторов. Принцип работы водовоздушного эжектора (рис. 1) заключается в том, 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. Водовоздушные эжекторы применяются, в частности, для пылеподавления при передвижке секций механизированной крепи.

Рис.1 —Принцип работы водовоздушного эжектора

1 – форсунка; 2 – вода; 3 – запыленный воздух; 4 – шламовидная смесь.

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

Краткая характеристика шахты им. М.И.Калинина

Шахта им. М.И.Калинина построена по проекту института Донгипрошахт и введена в эксплуатацию в 1961 году с проектной мощностью 1200 тыс. тонн угля в год. В настоящее время установленная мощность шахты 400 тыс.тонн угля в год.

Поле шахты им. М.И.Калининарасположено в юго–восточной части южного крыла Кальмиус–Торецкой котловины Донецко–Макеевского угленосного района и располагается в северо–восточной части города Донецка. В административном делении проектируемый горный отвод шахты расположен в Калининском, Киевском, Ворошиловском районах города Донецка и Червоногвардейском районе города Макеевка Донецкой области.

Размеры шахтного поля по простиранию – 8,0 км , по падению – 4,5 км.

Шахта отнесена к особо опасным по внезапным выбросам угля и газа, опасным по взрывам угольной пыли. Все угольные пласты не склоны к самовозгоранию. Глубина разработки пластов 1285м ( h10 )

Угол падения пласта в пределах шахтного поля колеблется от 15 до 27 градусов. Проветривание шахты осуществляется по комбинированной схеме двумя вентиляторами главного проветривания всасывающим способом. Группа пыльности пласта VI

Обеспыливание воздуха в очистном забое

Для предотвращения выделения и распространения пыли в очистном забое должны применяться:

• орошение при выемке угля;
• орошение при погрузке угля в нишах;
• орошение на погрузочном пункте лавы.

Обеспыливание входящих и исходящих вентиляционных потоков

Для обеспыливания воздушной струи, исходящей из очистного забоя в выработках, где имеет место пучение боковых пород, применяются туманообразующие завесы с уменьшенным расходом жидкости. Расход жидкости для туманообразующей завесы – 0,05л на 1м3 проходящего воздуха при давлении 0,3–0,4 МПа.

Завесы для обеспыливания воздушного потока установлены на расстоянии не более 20м от окна лавы по направлению движения воздуха.

Оросители туманообразующей завесы устанавливаются таким образом, чтобы сечение выработки было полностью перекрыто факелами распыленной жидкости, как показано на анимации.

Анимация 1. — Очистка вентиляционных потоков от пыли водяными завесами типа ВЗ–1.

На каждые 500 м3/мин проходящего воздуха должно устанавливаться по одной завесе. При фактическом количестве воздуха, проходящего по групповому вентиляционному ходку равным 1130 м3/мин должно устанавливаться 2 туманообразующие завесы на расстоянии 3–5м друг от друга.

Завесы должны действовать в течение всего времени выемки угля или другого технологического процесса, сопровождающегося пылевыделением. Включение подачи воды должно производиться при пуске комбайна.

В НИИГД есть лабораторная установке (рис. 2), представляющая собой модель сети горных выработок с горизонтальной и наклонной частью постоянного сечения (80*80 см.), выполненной в масштабе 1 к 4 натуральной величины горных выработок шахты им. Бажанова. С помощью специального устройства подачи пыли (поз.1 рис.2), конструкции НИИГД предварительно подготовленная на мельнице угольная пыль с заданной дисперсностью частиц подавалась в попутный поток воздуха, подаваемого вентилятором (поз.8 рис.2) внутрь установки, где с помощью узла дозирования, создавалась ее заданная концентрация путем перемешивания с расчетным количеством воздуха.

Рис.2 —Лабораторная установка для проведения исследований

1 – устройство для запуска и дозирования пыли; 2 – пульт управления установкой; 3 – аэродинамические трубы (модель сети горных выработок); 4 – иллюминаторы; 5 – лампы освещения; 6 – технологические люки; 7 – измерительный узел и секция водяных форсунок; 8 – вентилятор сети горных выработок; 9 – двигатель вентилятора.

Объемная концентрация определялась с помощью стандартных приборов типа «АЭР–5». После отработки режимов запуска пыли поочередно включали водяные форсунки, и сравнивалась эффективность пылеподавления с серийными распылителями, типа УВПК Красноармейского завода пылеподавления. При этом разбрызгиватели типоразмера испытывалась по трем схемам.

Рис.3 – Схема размещения разбрызгивателей №1 (с одной форсункой).

Рис.4 – Схема размещения разбрызгивателей №2 (с двумя форсунками).

Рис.5 – Схема размещения разбрызгивателей №3 (с четырьмя форсунками).

Проведенный комплекс исследований показал, что наибольший эффект гидрообеспыливание имеет при направлении факелов распыленной воды по ходу вентиляционного потока, и наименьший эффект, когда факелы направлены против потока воздуха.

Для регулирования, в зависимости от степени загрузки конвейера, направления и количества подаваемого тонкодисперсного концентрированного капельного слоя испытано новое устройство, защищенное патентом Украины. Проведенные натурные испытания на шести шахтах Донбасса показали высокую эффективность новых форсунок и подтвердили целесообразность их серийного выпуска применения.

Заключение

Комплекс мер по предупреждению заболеваний пылевыми бронхитами и пневмокониозами включает социально–правовые, лечебно–профилактические и организационно–технические мероприятия и средства по обеспыливанию и контролю запыленности шахтного воздуха.

Разработка новых методов и способов борьбы с пылью, а также применение современных технологий позволяет уменьшить пылевыделение в шахтах и защитить горнорабочих от таких профзаболеваний, как пневмокониоз, бронхит, а также многих других, связанных с повреждением дыхательных путей.

Анализ результатов показывает, что наибольший эффект гидрообеспыливание имеет место при направлении факелов распыленной воды по ходу вентиляционного потока, и наименьший эффект, когда факелы направлены против потока воздуха.

Важное замечание

При написании данного реферата работа еще не завершена. Планируемое завершение: декабрь 2011 г. – январь 2012 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или у научного руководителя после защиты дипломной работы магистра.

Литература

1. Смачивание пыли и контроль запыленности воздуха в шахтах / Р.Р. Кудряшов, Л.Д. Воронина,М.К. Шуринова и др. – М.: Наука, - 196 с.
2. Физико-химические основы гидрообеспыливания и предупреждения взрывов угольной пыли /В.И. Саранчук, В.Н. Качан, В.В. Рекун и др. – К.: Наук. Думка, 1984. – 216 с.
3. Медников Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей / Е.П. Медников. – М.: Наука,1980. – 176 с.
4. Ищук И.Г. Средства комплексного обеспыливания горных предприятий: справочник / И.Г.Ищук, Г. А. Поздняков. – М.: Недра, 1991. – 223 с.
5. Борьба с угольной и породной пылью в шахтах / П.М. Петрухин и др. – М.: Недра, 1981. – 271 с.
6. Борьба с угольной пылью в высокопроизводительных забоях / под ред. Ф.С. Клебанова ; ИГДим. А.А. Скочинского. – М.: Недра, 1981. – 116 с.
7. Кирин Б.Ф. Борьба с пылевыделением в шахтах / Б.Ф. Кирин, В.П. Журавлев, Л.И. Рыжих. – М.:Недра, 1983. – 213 с.
8. Журавлев В.П. Применение гидрообеспыливания на предприятиях черной металлургии и в угольной промышленности / В.П. Журавлев, А.А. Цыцура, А.А. Кудрявцев. – Караганда, 1982. – 22 с.
9. Разработка метода и программы расчета фракционной эффективности пылеулавливании при попутном капельном орошении / под рук. Пирумова А.И. // Сборник НИР и ОКР. – Серия 14, №31. – 47с.
10. Поздняков Г. А. Теория и практика борьбы с пылью в механизированных подготовительных забоях / Г. А. Поздняков, Г.К. Мартынюк. – М.: Недра, 1983. – 126 с.
11. Журавлев В.П. Исследование и расчет оросителей с регулируемой характеристикой / В.П. Журавлев, А.Х. Лоренц // Борьба с силикозом. – М.: Недра, 1982. – Т. ХI. – С. 67 – 71.
12. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа / Л.Г. Лойцянский. – М.: Наука, 1970. – 914 с.
13. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике / Л.И. Седов. – М.: Наука, 1967. – 428с.
14. С.Н. Александров, Ю.Ф. Булгаков, В.В. Яйло./ Охрана труда в угольной промышленности (учебное пособие для студентов горных специальностей высших учебных заведений)/. - Донецк.: ДонНТУ. 2005., 520с.