БРЕЛЬ ЕКАТЕРИНА ВЛАДИМИРОВНА

Актуальность темы:

Наиболее сложные и опасные аварии на шахтах вызваны взрывами метана с участием угольной пыли. Присутствие пыли при взрыве метана способствует значительному увеличению силы взрыва и образованию большого объема токсичных газов высокой концентрации. Поэтому борьба с угольной пылью является первостепенной задачей при ведении любых видов горных работ. Из всех известных способов борьбы с угольной пылью только гидроструйные технологии способны снизить запыленность воздуха в угольных забоях до уровней, близких к ПДК и одновременно способствовать повышению производительности ведения очистных, проходческих и вспомогательных работ.

Цель и задачи:

Разработать и обосновать мероприятия по предупреждению и снижению заболеваний пылевой этиологии у шахтеров.

Научная новизна:

Необходима новая нормативная база по безопасности ведения горных работ, и в том числе включение в "Правила безопасности в угольных шахтах" соответствующих требований и рекомендаций, стимулирующих использование техники, реализующей способы пылеподавления, исключающие возможность воспламенения метана и обеспечивающие снижение запыленности рудничной атмосферы до предельно допустимых концентраций, а также избежание профессиональных заболеваний шахтеров.

   Поле шахты "Петровская" расположено в западной части Донецко-Макеевского промышленного района и территориально находится в Петровском районе г.Донецка; граничит с шахтными полями действующих шахт 17-17 бис, Трудовская, им.А.А.Скочинского. Производственная мощность 210 тыс.тонн в год. В горно-промышленном отношении шахта "Петровская" подчинена Минтопэнерго Украины. Ближайшими населенными пунктами являются на западе г.Красногоровка, на северозападе-Старо-Михайловка, а юге и юго-западе-рабочие поселки Петровской группы шахт. Водоснабжение шахты осуществляется за счет центрального водовода Донбассводоканал. Электроэнергия на шахту подается за счет высоковольтной линии ЧП ПЭСэнергоуголь.

   Шахтное поле вскрыто четырмя вертикальными стволами: центрально-сдвоенными №21 и №22, фланговыми№23 и №29 и вентиляционной скважиной №1. Вскрытие пласта h₈ на шахтном поле шахты "Петровская" произведено двумя квершлагами,пройденными от стволов №21и №22,вентиляционным на глубине 492м и откаточным на глубине 575м, на который пройден и оборудован околоствольный двор,примыкающий к откаточному квершлагу. В районе ствола №23 на горизонте 9-бис западного полевого откаточного штрека оборудован околоствольный двор. Глубина стволов: №21 - 575м, сечение в свету 28,3м²; №22 - 690м, 15,9м²; №23 - 760м , 23,7м²; №29 - 387,2м , 4,7м²; Глубина скважины:№1 - 390м, диаметр 2,1м². Крепление всех стволов,вентиляционной скважины- огнестойкое, копры металлические.

   Подготовка шахтного поля-панельная и по-горизонтная. В целях увеличения надежности работы подземного транспорта и сокращения затрат по производству ремонтных работ на всех откаточных горизонтах проводятся полевые штреки.

    Отработка запасов угля в условиях шахты ведутся с применением следующих систем разработки: сплошной, комбинированной, длинными столбами.

   Выемка по пласту h₈ производится комбайнами 2КЦТГ в комплекте с конвейерами СП-48. В целиках по пласту h₇ выемка производится вручную после подрубки угля врубмашиной с конвейерами СП-48. Управление кровлей-полное обрушение. Уголь по лавам транспортируется скребковыми конвейерами,по сборным конвейерным уклонам и по транспортным штрекам-скребковыми и ленточными конвейерами. По уклонам и откаточным штрекам уголь транспортируется в вагонетках ВГ -1,6. Относительная газообильность шахты составляет 39,4 м³.

   Все добычные комбайны должны быть оснащены оросительными системами. Оросительная система комбайна включает внутреннее и внешнее орошение. В оросительной системе должны применяться форсунки. Переделка форсунков запрещается.

   Технической документацией на средства борьбы с пылью должно быть предусмотрено несколько вариантов схем набора форсунок, обеспечивающих различный расход воды в зависимости от скорости подачи комбайна и вынимаемой мощности пласта. При наладке средств орошения в первую очередь нужно обеспечить подачу воды в места разрушения горного массива (во вруб, на резцы комбайна) для того, чтобы подавить пыль до перехода ее во взвешенное состояние. Подача воды оросительным устройством должна производиться по трубам или напорным рукавам. Для сборки забойного водопровода используется арматура, состоящая из кранов, тройников, муфт, приспособлений для закрепления рукавов. Орошение при работе комбайна производится оросительными устройствами, которыми они комплектуются на заводе-изготовителе.

   На пунктах перегрузки угля с конвейера на конвейер и с конвейера в вагон устанавливаются зонтичные форсунки типа 3Ф-3, З-75 или конусные КВ-2,2№15 таким образом, чтобы места возможного пылеобразования полностью перекрывались факелом разбрызгиваемой воды. Подача воды в лаву от распредустройства в откаточный штрек производится по магистральному резиновому рукаву диаметром 18-25 мм, прокладываемому по всей длине лавы. От магистрального рукава по ответвлениям (ответвленным шлангам) диаметром 18-25 мм вода подается непосредственно к источникам потребления: комбайну, пересыпам, к противопылевым завесам. Для этой цели на шахтах оборудованы респираторные.

Проветривание забоев шахты.
Оптимальные (по пылевому фактору) скорости движения воздуха в подготовительных забоях составляют 0,4-0,75 м/с, а в очистных забоях 1,5-3,0 м/с. Для снижения запыленности воздуха при проведении тупиковых выработок предусмотрены схемы проветривания при которых исключается поступление пыли из соседних действующих забоев. А также минимальное количество пунктов перегрузки отбитой горной массы.

Cпособы и средства обеспылевания вентиляционной струи.
В вентиляционном штреке в 10-15 м от лавы рекомендуются водяные завесы. На каждые 500 м³/мин проходящего воздуха устанавливается по одной завесе.

   В зависимости от запыленности воздуха могут применяться одно- и многорядные завесы. Расход жидкости для водяной завесы принимается равным 0,1 л/м³ проходящего воздуха при давлении 0,5 МПа, для туманообразующей завесы-0,05 л на м³проходящего воздуха при давлении 0,3-0,4 МПа.

   Для борьбы с пылью на вентиляционном штреке должны применятся пылеулавливающие жалюзийные перегородки. Их изготавливают из досок ширинрй не менее 100 мм, толщиной 25 мм. Жалюзи перегородок устанавливаются на расстоянии 50 мм друг от друга. Для прохода людей и проезда транспорта в перегородке устанавливается дверь. Для эффективности пылеулавливания необходимо производить непрерывное орошение перегородки водой или периодически наносить смачивающее-связывающую пасту на ее поверхность. Для орошения у кровли выработки в месте установки перегородки монтируется 1-2 форсунки типа ПФ с расходом воды 0,02 л/м³ проходящего воздуха. Расход пасты для обработки перегородки составляет 3-3,5 кг на 1м³ поверхности.

   Для обеспылевания вентиляционной струи у стационарных погрузочных пунктов, гезенков и скатов возможно устраивать водяные завесы с рециркуляцией воды. Удельный расход воды на обеспылевание должна составлять 0,6л/м ³ запыленного воздуха. Эффективность пылеосаждения при этом достигает 92-96%.

Борьба с пылью при выемке угля.

    Для обеспыливания воздуха при выемке угля в очистных забоях необходимо применять орошение при отбойке и транспортировке угля, пылеулавливание при работе комбайна, проветривание забоя с оптимальной скоростью движения воздуха и очистку от пыли исходящей из забоя струи воздуха. Для предотвращения выделения и распространения пыли в очистных выработках применяется: орошение при выемке угля; орошение на погрузочном пункте; орошение при погрузке угля в нишах.

    В забоях с буровзрывной выемкой угля бурение шпуров проводится с промывкой или с орошением устья шпура, для связывания перед взрыванием зарядов ВВ и орошать при погрузке отбитую горную массу.

    Подача воды к оросительному устройству машины производиться по водопроводу, которым укомплектована машина. Для водопроводов применяются напорные рукава на рабочее давление не менее 3 МПа и соединительная арматура заводского изготовления.

   При буровзрывной выемке орошение или связывание отложившейся пыли на поверхности выработок и не более чем за 20-30 минут до выравнивания шпуров.

   При выборе технологии ведения очистных работ на пологих пластах рекомендуется предусматривать:

1. нахождение людей на свежей вентиляционной струе;

2. дистанционное или автоматическое управление комбайном с расположением пульта на свежей струе;

3. схемы проветривания с подсвежением исходящей струи.

    Для снижения пылеобразования при механизированной выемке угля необходимо обеспечивать:

1. работу комбайна с максимальной возможностью в данных условиях скоростью подачи, своевременную замену затупленных или утерянных резцов;

2. пониженную скорость резания.

    Для борьбе с пылью при БВР применяються следующие мериприятия:

1. орошение(связывание отложившейся пыли) поверхности выработок перед взрыванием зарядов ВВ в шпурах;

2. водяные завесы:создаваемые взрыванием зарядов ВВ в полиэтиленовых мешках с водой или форсунками;

3. гидрозабойку шпуров;

4. обеспыливающее проветривание выработок.

   Общий контроль за выполнением противопылевых мероприятий и составлением средств борьбы с пылью на шахте,и организация контроля запыленности воздуха в подземных выработках возлагается на участок ВТБ.

Обеспылевание воздуха при транспортировке угля.

   Для обеспылевание при транспортировке угля конвейерами должно применяться орошение с помощью зонтичных или конусных форсунок. Форсунки должны включаться в работу автоматическими устройствами типа АО-3 или ВОД.

   Обслуживаемый персонал должен ежемесячно проверять исправность оросительных устройств, эффективность очистки холостой ветви конвейера и отсутствие заштыбовки концевых станций.

Выводы:

    На основании данного проекта для каждого участка должен быть составлен паспорт противопылевых мероприятий. Паспорт составляется начальником участка и главным технологом шахты и утверждается директором или главным инженером шахты. Паспорт противопылевых мероприятий участка должен включать:

1. перечень рекомендуемых способов борьбы с пылью и параметров их применения с учетом горно-геологических и горнотехнических условий;

2. перечень обязательных средств пылеподавления и режимов их работы, а также схему расположения рабочих мест, предусматривающую расстановку людей в местах с наименьшей запыленностью воздуха;

3. расположение оборудования по борьбе с пылью;

4. схему водоснабжения;

5. перечень рабочих мест, где обязательно применение противопылевых мероприятий, что фиксируется в книге учета работы по ТБ.

   Ответственность за состояние средств борьбы с пылью на участках и качество осуществления мероприятий по борьбе с пылью возлагается на начальника участка, за составление общешахтной противопожарно-оросительной системы - на главного механика шахты, за состояние мер борьбы с пылью в целом по шахте- на главного инженера шахты.

Наличие воды при проходке стволов значительно затрудняет работу. Вода из забоя может быть удалена различными способами. Наиболее простой из них это откачка воды при небольшом ее притоке ( до 4-5 м³/час) в тех же бадьях, в которых производится подъем породы. Для перекачки воды из забоя в бадью применяют легкие переносные погруженные пневматические насосы НПП-1м.

    Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Предотвращение выбросов угля и газа с помощью щелевой разгрузки / Николин В.И., Александров С.Н., Яйло В.В., Фридман Г.М. – Киев: Техника, 1992. – 150 с.

2. Яйло В.В. Предотвращение внезапных выбросов угля и газа с использованием комплекса КБГ // Изв. вузов. Горный журнал. – 1996. - №2. – С. 61 – 66.

3. И.П. Чеботков, П.Я. Заставенко. Бурение глубоких скважин в выбросоопасных пластах Донбасса. – Киев, Техника. – 1964. – 168 с.

4. Яйло В.В., Рубинский А.А., Бондаренко А.Д., Васильченко В.И О возможности использования динамики концентрации газа для прогноза газодинамических явлений // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах. Сб. научн. трудов МакНИИ. – 1999. С.

5. Николин В.И., Яйло В.В., Ивашкин Е.Д. Безопасное проведение разрезных гезенков на крутых пластах // Уголь Украины. – 1996. - №4. – С. 28 – 31.

6. С.Н. Александров, Ю.Ф. Булгаков, С.Г Лунев, В.В. Яйло. Охрана труда в угольной промышленности (учебное пособие для студентов горных специальностей высших учебных заведений). Донецк: ДонНТУ, 2005. 520 с.