RUS | ENG | ДонНТУ Портал магістрів ДонНТУ

Дачковська Вікторія Ігорівна

Факультет: Гірничої справи та геології

Охорони праці та аерології

Спеціальність: Безпека трудової діяльності

Тема випускної роботи:

Вибір та обгрунтування технологічних рішень для зниження шкідливого впливу пилегазоутворення, заходів підвищення безпеки та покращення умов праці гірників в умовах шахти ім. Кірова

Керівник: Ніколаєв Євген Борисович

Матеріали до теми випускної роботи: | Про автора |

Обгрунтування теми і її актуальність

Постійне зростання глибини ведення гірничих робіт на шахтах Донбасу призводить до збільшення частоти і сили газодинамічних явищ, числа пластів схильних до раптових викидів, а також пилоутворення. У зв'язку з цим знижуються темпи ведення гірничих робіт, підвищується трудомісткість процесу і спостерігається зростання кількості професійних захворювань.

Мета роботи

Полягає в раціональному виборі параметрів для комплексу щодо зниження пилогазоутворення на шахті ім С. М. Кірова.

Завдання

Провести аналіз стану пилового режиму на вугільних шахтах, нормативної бази і методів контролю пиловибухобезпеки гірських виробок.
Розробити ефективний комплекс пилопригнітання, який може застосовуватися на шахты ім.С.М.Кірова.

Загальні відомості про шахту

Шахта ім. С.М. Кірова розташована на території Гірницького району м. Макіївки, Донецької області. «Шахта імені С. М. Кірова» створена в 1996 році на базі однойменного шахтоуправління, в яке входило дві шахти: шахта № 1 ім.С.М.Кірова і шахта Кіровська-Західна. Шахта № 1 ім.С.М.Кірова була здана в експлуатацію в 1947 році з проектною потужністю 90 тис.тонн на рік.Шахта Кіровська-Західна була здана в експлуатацію в 1948 році з проектною потужністю 100 тис. тонн на рік.
Виробнича потужність шахти на 1.01.2007 р. – 600 тис. тонн на рік. Шахта відпрацьовує два пласта l1 і h10в. Категорія шахти з метану – небезпечна за раптовими вибросами.По вибухам вугільного пилу пласт l1 віднесено до небезпечних, пласт h10в до безпечних.Пласт l1 віднесено до загрозливих з глибини 320 м., а пласт h10в – з глибини 230 м.
Поле колишньої шахти № 1 ім.С.М.Кірова вскрите двома вертикальними стовпами (клітьові на пл.l81, (який в даний час погашений) і вентиляційним на гор.475 м, похилим допоміжним стовпом а пласт l81 (який також погашений). Для подачі свіжого струменю повітря пробурена свердловина повітряподавальним d = 3.2м на горизонті 475 м.Вентіляціоний стовп горизонту 475 м і повітряподавальним свердловина використовується для відпрацювання пласта l1 і надалі будуть використовуватися для розвитку гірничих робіт по пластах «Каменської» світи. Поле колишньої шахти Кіровська - Західна вскрите двома центрально розташованими вертикальними стовпами (клітьові і скіповим), шурфом № "0" та двома похилими стовпами на пл. h10в (похилим повітряподавальним стовпом на пл. h10в і похилим конвеєрним стовпом на пл h10в.).
Промислові запаси вугілля по шахті на 1.01.2006 року становлять 20342 тис. тонн.
Газообільність шахти: абсолютна – 37,72 м / хв; відносна – 40,0 м3/хв. [1]
Основними джерелами пилу на ділянці є:

Виймання вугілля комбайном.
Виймання вугілля ОМ в нішах.
Транспортування вугілля конвеєром.
Викладення бутових смуг.
Буріння шпурів по породі.
Перевантаження вугілля з конвеєра на конвеєр.
Вибухові роботи по породі в конвеєрному штреку.
Відбійки породи на ОМ на вентиляційному штреку.

Для боротьби з пилом на ділянці застосовуються наступні способи:

Попереднє зволоження вугілля в масиві.
Знепилювання вентиляційного струменя.
Зрошення устья шпурів.
Боротьба з пилом при вибухових роботах.
Зрошення при перевантаженні гірничої маси з конвеєра на конвеєр.
Зрошення на комбайні.
Зрошення відбитого вугілля в нішах.
Застосування засобів індивідуального захисту

Попереднє зволоження вугілля в масиві

Попереднє зволоження полягає в нагнітанні води у масив до його руйнування (найбільш поширеним при розробці вугільних родовищ). Здійснюється через свердловини, пробурені по пласту паралельно або перпендикулярно площині очисного вибою, у підготовчих вибоях, як правило, у площині вибою. Розрізняють низьконапірне (від водопровідної магістралі) і високонапірне (від насоса) попереднє зволоження. Основні параметри, від яких залежить ефективність цього способу – тиск і темп нагнітання, відстань між свердловинами, глибина герметизації свердловин, витрата води і час між нагнітанням води і вийманням вугілля. Значення параметрів залежать від властивостей вугільних пластів. Зниження запиленості повітря при розробці зволожених масивів відбувається внаслідок збільшення загальної вологості руйнується матеріалу, його ослаблення в результаті фізико-хімічних і гідродинамічних процесів взаємодії води і масиву і змочування пилу, наявної в масиві до його руйнування. [7]

Ulead gif animator, 15 кадрів, нескінченний цикл

Ефективність попереднього зволоження при руйнуванні пластів становить 60-80%. Іноді для її підвищення застосовують водні розчини змочувачів, електролітів. Попереднє зволоження дає економічний ефект за рахунок ослаблення масиву вугілля (на 20-40%), зниження газообільних вибоїв (на 10-20%) і зниження схильності вугілля до самозаймання (при нагнітанні антіпірогенів). [3,4]

Знепилювання вентиляційного струменя

Для знепилювання вентиляційного струменя та зниження пилопригнічення у вентиляційному штреку 20 м від лави встановлюється 2 водяні завіси ВЗ-1. Кількість завіс визначається в залежності від кількості повітря,яке проходить (1 завіса на 500м3). Витрата рідини для водяної завіси приймається 0,1 л на 1м3 проходить повітря при тиску 5 атм. Друга завіса встановлюється на відстані 5м від першої.
Завіси встановлюються за напрямком руху повітря. Включення подачі води на завіси повинно проводиться при пуску комбайна. Завіси повинні діяти протягом усього часу виїмки вугілля в лаві. [8]

Буріння шпурів з промивкою

Для буріння шпурів по породі застосовуються ручні перфоратори з промиванням. Промивку шпурів при бурінні проводять за допомогою промивальних пристроїв з бічним подачею води. Для перфораторів ПР12, ПР25Л і ПР30 витрата води не менше 10л/мін при тиску 5 атм. Промивні отвори в різцях d = 4 - 4,5 мм при витраті води до 15л/хв. Різці та коронки повинні мати два отвори, спрямовані на забій шпуру і розташовані на мінімальній відстані від нього. Подача води для буріння шпурів з промиванням виробляється з протипожежно-зрошувального трубопроводу. При бурінні шпурів ручними свердлами СЕР-1М допускається застосовувати зрошення гирла шпуру. [4]

Зрошення

Спрямована подача на будь-який об'єкт розпиленої води. При знепилюючому зрошенні відбувається зволоження і зв'язування відкладеного пилу,який перебуває у відбитої гірської маси , а також уловлювання та осадження зваженого пилу водяними краплями. Зрошення – найбільш простий, легко здійсненний і в той же час ефективний метод боротьби з пилом. Змочування витаючого і зв'язування осілого пилу сприяють змочувальні добавки (ДБ, ДС–Na тощо), добавки електролітів, підзарядка крапель води електрічеством. Зрошення здійснюється за допомогою спеціальних зрошувачів (форсунок). Ефективність зрошення залежить від питомої витрати рідини, дисперсності крапель, умов захоплення краплями пилинок (швидкості відносного руху частинок і крапель, електрозаряженності крапель), змочуваності пилу і рівномірності зрошення.
Зрошення при роботі видобувних комбайнів і врубових машин – подають воду безпосередньо в місце руйнування вугілля і рівномірно розподіляють по всьому фронту руйнування; в місцях, де пил переходить у звислий стан, виробляють додаткове зрошення.
При роботі машин із плоским баром воду подають у зарубну щілину за допомогою зрошувачів, встановлених на барі; при роботі з кільцевим баром вода подається на вхідну гілку ріжучої ланцюга з насадок. Відбийні, вантажні та відвальні пристрої зрошують з плоскоструйних форсунок, що подають воду на всю поверхню пристрою. У барабанних виконавчих органах вода подається безпосередньо через барабан або виробляється зовнішнє зрошення.
Для ефективного придушення пилу (не менше 80-90%) при роботі виїмкових машин при оптимальних режимах роботи зрошувачів необхідно витрачати не менш 30-40 л води на 1 т вугілля, а при роботі врубової машини – 80-100 л на 1 т штибу. Зменшення витрати води різко знижує ефективність зрошення при виїмці та транспортуванні. [4,5]

Заслони водяні

Ряд полиць,які різко перекидаються, з інертною пилом (сланцеві заслони) або судин з водою (водяні заслони), встановлених поперек виробки у верхній її частині з метою створення перешкоди поширенню вибуху і полум'я у вигляді хмари інертного пилу або водяної завіси, що утворюються при перекиданні їх вибуховою хвилею або за допомогою спеціального пристрою.
Розрізняють заслони:
первинні – призначені для гасіння можливих вибухів і полум'я на забійній ділянці підготовчих виробок. Принцип дії первинних заслонів заснований на автоматичному спрацьовуванні у разі займання вугільного пилу чи газу в тупиковій виробці. Заслін складається з фотоелектричного датчика, механізму спуску, механізму перекидання і 5-6 судин з водою або полиць з інертною пилом. Кількість води в заслоні визначається з розрахунку 100 л або 50 кг інертного пилу на 1 м ^ 2 перерізу виробки. Заслін встановлюється не ближче 25 м, але не далі 40 м від вибою, датчик – на відстані 5-7 м від забою;
Основні – призначені для локалізації вибухів вугільного пилу і газу в мережі гірських вироблень. Ними ізолюються окремі пласти, крила шахтного поля, суміжні виїмкових ділянки крила, окремі забої підготовчих і нарізних виробок. Перекидання полиць з інертною пилом або судин з водою відбувається під дією вибухової хвилі. Кількість інертного пилу для основного заслону в головних штреках визначається з розрахунку 400 кг, а води – 400 л на 1 м ^ 2 перерізу виробки. Заслін встановлюється не ближче 60-75 м і не далі 250-300 м від можливого вогнища вибуху.
Кількість полиць або судин розраховується за їх ємності (ємність посудини з водою 80 л) і загальною кількістю пилу або води в заслоні. Довжина заслону повинна бути не менше 30 м. На проміжних штреках заслони встановлюються з розрахунку не менше 200 кг інертного пилу на 1 м ^ 2 перетину. [5,6]

Гідрозабійка шпурів

Спосіб боротьби з пилом при вибухових роботах, що полягає в заміні глиняного ущільнення заряду ВР у шпурі водою (зазвичай в поліетиленових ампулах), яка під час вибуху розпорошується і змочує пил і сильно роздроблену гірську породу в зоні бризантної дії ВВ.
Зниження запиленості повітря при застосуванні гідрозабійкою шпурів залежить від питомої витрати води, який визначається з урахуванням паспорта буропідривних робіт.
Оболонки ампул для води при застосуванні гідрозабійкою шпурів виготовляються з поліетиленового рукава діаметром на 1-3 мм менше діаметра шпуру. Товщина стінки рукави 60-70 мк. Кінці рукави міцно зав'язуються шпагатом. Використовуються також спеціальні ампули з зворотним клапаном. Довжина ампул близько 30 см. Число їх визначається вільною від ВВ довжиною шпуру. Заповнення ампул із зворотним клапаном може проводитися в шпурі спеціальним інжектором під тиском 0,2 - 0,5 кгс/см2. Іноді при гідрозабійкою шпурів воду подають безпосередньо в шпур, використовуючи гідрозабійкою або глиняні пробки, через які подається вода. Для заповнення шпурів з Патронами ВВ використовуються студнеподібного пасти, одержані під час взаємодії рідкого скла з соляною кислотою. Такі пасти не випливають зі шпуру.
Гідрозабійкою шпурів не є основним засобом боротьби з пилом при в зривних роботах і не виключає зрошення при навантаженні підірваної гірничої породи.
Більшою мірою гідрозабійкою шпурів служить для боротьби з займанням пилу і газу при вибуховому способі відбійки гірської породи. [9]

Застосування засобів індивідуального захисту

Індивідуальний захист органів дихання шахтарів від вугільної і порідного пилу здійснюється за допомогою протипилового респіратору типу Ф-62Ш, який забезпечують очистку повітря яким дихає людина, від пилу до гранично допустимих концентрацій. Захист органів дихання шахтарів буде надійним і ефективним тільки в тому випадку, якщо респіратор правильно обраний за розміром. Правильно обраний і підігнаний респіратор повинен щільно і рівномірно прилягати до обличчя. [7]

Висновки

Зниження запиленості повітря в шахті до рівня гранично допустимих концентрацій, можливо тільки при комплексному застосуванні різних засобів запобігання пилоутворення, зниження пиловиділення і знепилювання рудникового повітря. Практично основними засобами боротьби з пилом в очисних і підготовчих вибоях в даний час є ефективна вентиляція повітря, зрошення та попереднє зволоження вугілля в масиві. Ці кошти не є вичерпними, але використання їх повною мірою знижує запиленість до значень близьких до санітарних норм.

ЛІТЕРАТУРА

Правила технічної експлуатації вугільних і сланцевих шахт (Надра, 1976 р.)
Положення про порядок розслідування та ведення обліку нещасних випадків, професійних захворювань і аварій на виробництві та невиробничого характеру. – Донецьк, 2001. – 77 с.
Методичні вказівки до ділової гри «Розслідування нещасних випадків і аварій у вугільних шахтах »(для студентів гірничих спеціальностей) Укл.: Ю.Ф. Булгаков, В.В. Яйло, А.Л. Каверу – Донецьк: ДонНТУ, 2002. – 31с.
Керівництво по боротьбі з пилом у вугільних шахтах – 1979 рік.
«Інструкція щодо попередження та локалізації вибухів вугільного пилу способами, заснованими на застосуванні води » – 2003 рік.
Вказуючи з проектування трубопроводів у підземних виробках вугільних шахт –1971 рік.
Правіла безпеки у вугільних і сланцевих шахтах.
Керівництво з проектування вентиляції вугільних шахт (За ред. Г. П. Яковенко). Київ, «Основа», 1994, 312с.
Збірник інструкцій та інших нормативних документів з техніки безпеки у вугільній промисловості А.О. Бабокін, Москва, Надра, 1978,743 с.
Основи охорони праці М. М. Гандзюк, Київ, 383с

|Про автора|