Інститут гірництва та геології

Кафедра «Охорони праці та аерології»

Спеціальнсть «Безпека трудової діяльності»

«Нормалізація умов праці шахтарів за пиловим фактором на прикладі шахти ім.М.І.Калініна ДП «ДУЕК»

Науковий керівник: д.т.н., проф., зав. каф. «Охорони праці та аерології», проректор ДонНТУ Булгаков Юрій Федорович

---

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Актуальність роботи

Цілі та задачі магістерської роботи

Передбачувана наукова новітність

Огляд досліджень та розробок магістерської роботи

Висновок

Література

Актуальність роботи

Розвиток вугільної промисловості України, як основи для національної енергетичної незалежності, неможливий без вирішення важливих проблем охорони праці. Тривожною є статистика про професійні захворювання шахтарів, а також наслідки раптових вибухів пилеуглеметанових сумішей, що призводять щорічно до соціальних і економічних втрат (приблизно в 1 млрд. гривень). Особливо важливою соціальною проблемою є боротьба з пилом у вугільній промисловості. Одними з найбільш поширених професійних захворювань шахтарів є захворювання органів дихання пилової етіології: пневмоконіози, хронічний бронхіт, бронхіальна астма, хронічний рінофарінголарінгіт та інші. Лікування зазначених хвороб є невідкладним завданням профілактичної медицини, а їх запобігання – важливим завданням служби охорони праці вугільних підприємств. Дослідженням даної проблеми займалися вітчизняні та зарубіжні вчені [1–13]. Однак цілий ряд питань залишився не вивченим, цим і зумовлена ​​актуальність обраної теми.

Цілі и задачи магистерской работы

Метою магістерської роботи є вивчення процесів пилопригнітання для розробки науково–обгрунтованих заходів щодо нормалізації умов праці за пиловим чинником.

У даній роботі вирішуються задачі:

• комплексного застосування різних способів запобігання та зменшення пилоутворення;
• удосконалення методів пилоподавлення;
• знепилювання рудникового повітря із застосуванням нових технологій
для зниження професійної захворюваності шахтарів в умовах шахти ім. М.І. Калініна.

Передбачувана наукова новітність

У ситуації, що склалася домогтися істотного зниження професійної захворюваності шахтарів можливо при відповідному зниженні запиленості повітря в шахтах при всіх процесах пилоутворення шляхом вибору оптимальної кількості форсунок і їх гідравлічних і геометричних параметрів. Використання нових розробок підприємствами вугільної промисловості дозволить істотно знизити ризик професійної патології у шахтарів.

Короткий виклад результатів магістерської роботи

Способи і засоби боротьби з пилом

Комплексне знепилювання шахтного повітря реалізується у трьох, певною мірою взаємозалежних напрямках: зниження пилоутворення, зменшення пиленадходження (переходу пилу, що утворюється у зважений стан) та очищення повітря від літаючого пилу.

Зволоження вугілля сприяє зростанню адгезійно–когезійних сил між поверхнями пиловидних часток і утворення з них великих агрегатів, швидко осідають з повітря під дією сили тяжіння. Встановлено, що збільшення вологості вугілля на 1–3% приводить до зниження пилоутворення на 75–80%. При вологості вугілля більше 12% пилоутворення практично відсутнє.

Для поліпшення змочуваності вугілля при попередньому його зволоженні застосовуються поверхнево–активні речовини (ПАР). Молекули ПАР адсорбуються на поверхні плівок рідини і тим самим знижують поверхневий натяг води і підвищують змочувальну здатність її за рахунок адсорбції молекул ПАР на поверхні часток пилу.

Крім попереднього зволоження вугільного пласта, в очисних вибоях застосовуються заходи пилоподавлення й знепилювання повітря шляхом зрошування.

Сутність пилоподавлення зрошенням полягає в тому, що при взаємодії краплі рідини з часткою пилу відбувається її змочування, захоплення краплею і осадження отриманого агрегату – частка пилу – вода.

Для знепилювання вентиляційних потоків найбільше застосування знайшли завіси: водяні, водоповітряні (пневмогідрозрошення), туманостворюючі, з водоповітряними ежекторами.

Ефективне пилопригнічення, що включає одночасно очищення запиленого повітря і зрошення гірничої маси водою, досягається при застосуванні циліндричних і конічних водоповітряних ежекторів. Принцип роботи водоповітряного ежектора (мал. 1) полягає в тому, що за рахунок розрядження, створюваного водяним факелом форсунки, відсмоктується запилене повітря, яке створює з диспергованою водою шламовидну суміш, яка, у свою чергу, направляється на придушення пилу. Водоповітряні ежектори застосовуються, зокрема, для пилоподавлення під час пересування секцій механізованого кріплення.

Мал. 1 —Принцип роботи водоповітряного ежектора

1 – форсунка; 2 – вода; 3 – запилене повітря; 4 – шламовидна суміш.

На принципі ежектування засновано також пилопригнічення на навантажувальних і перевантажувальних пунктах вугілля шляхом зрошення його під укриттям за допомогою конусних форсунок.

Коротка характеристика ш.ім. М.І.Калініна

Шахта ім. М.І.Калініна побудована за проектом інституту Донгіпрошахт і введена в експлуатацію в 1961 році з проектною потужністю 1200 тис. тон вугілля на рік. В даний час встановлена потужність шахти 400 тис.тон вугілля на рік.

Поле шахти ім. М.І.Калініна розташовано у південно–східній частині південного крила Кальміус–Торецьке улоговини Донецько–Макіївської вугленосного району і розташовується у північно–східній частині міста Донецька. В адміністративному поділі проектований гірничий відвід шахти розташований в Калінінському, Київському, Ворошиловському районах міста Донецька і Червоногвардійському районі міста Макіївка Донецької області.

Розміри шахтного поля по простяганню – 8,0 км, за падінням – 4,5 км.

Шахта віднесена до особливо небезпечних за раптовими викидами вугілля і газу, небезпечних до вибухів вугільного пилу. Усі вугільні пласти не схильні до самозаймання. Глибина розробки пластів 1285м (h10)

Кут падіння пласта в межах шахтного поля коливається від 15 до 27 градусів. Провітрювання шахти здійснюється за комбінованою схемою двома вентиляторами головного провітрювання усмоктувальним способом. Група запиленості пласта VI

Знепилювання повітря в очисному вибої

Для запобігання виділенню і розповсюдження пилу в очисному вибої повинні застосовуватися:

• зрошення при відобутку вугілля;
• зрошення при вантаженні вугілля в нішах;
• зрошення на вантажному пункті лави.

Знепилювання вхідних і вихідних вентиляційних потоків

Для знепилювання повітряного струменя, що виходить з очисного вибою у виробках, де має місце пучіння бічних порід, застосовуються туманостворюючі завіси із зменшеною витратою рідини. Витрата рідини для туманостворюючої завіси – 0,05 л на 1м3 повітря, що проходить під тиском 0,3–0,4 МПа.

Завіси для знепилювання повітряного потоку встановлені на відстані не більше 20м від вікна лави по напрямку руху повітря.

Зрошувачі туманостворюючої завіси встановлюються таким чином, щоб перетин виробки було повністю перекрито факелами розпиленої рідини, як показано на анімації.

Анімація 1. — Очищення вентиляційних потоків від пилу водяними завісами типу ВЗ–1.

На кожні 500 м3/хв проходить повітря має встановлюватися по одній завісі. При фактичній кількості повітря, що проходить груповим вентиляційним ходком рівним 1130 м3/хв має встановлюватися 2 туманостворюючі завіси на відстані 3–5м один від одного.

Завіси повинні діяти протягом усього часу виїмки вугілля або іншого технологічного процесу, що супроводжується пиловиділенням. Включення подачі води має здійснюватися одночасно з пуском комбайна.

У НДІГС є лабораторна установка (мал. 2), що представляє собою модель мережі гірничих виробок з горизонтальною і похилою частиною постійного перетину (80 * 80 см), виконаної у масштабі 1 до 4 натуральної величини гірничих виробок шахти ім. Бажанова. За допомогою спеціального пристрою подачі пилу (поз.1 рис.2), конструкції НДІГС заздалегідь підготовленbq на млині вугільний пил із заданою дисперсністю часток подававася в попутний потік повітря, що подається вентилятором (поз.8 рис.2) всередину установки, де за допомогою вузла дозування, створювалася її задана концентрація шляхом перемішування з розрахунковою кількістю повітря.

Мал. 2 —Лабораторна установка для проведення досліджень

1 –пристрій для запуску і дозування пилу; 2 – пульт управління установкою; 3 – аеродинамічні труби (модель мережі гірничих виробок); 4 – ілюмінатори; 5 – лампи освітлення; 6 – технологічні люки; 7 – вимірювальний вузол і секція водяних форсунок; 8 – вентилятор мережі гірничих виробок; 9 – двигун вентилятора.

Об'ємна концентрація визначалася за допомогою стандартних приладів типу «АЕР–5». Після відпрацювання режимів запуску пилу по черзі включали водяні форсунки, і порівнювалась ефективність боротьби з пилом з серійними розпилювачами, типу УВПК Красноармійського заводу пилоподавлення. При цьому розбризкувачі типорозміру випробовувалася за трьома схемами.

Мал.3 – розміщення розбризкувачів № 1 (з одною форсункою).

Мал.4 – Схема розміщення розбризкувачів № 2 (з двома форсунками).

Мал.5 – Схема розміщення розбризкувачів № 3 (з чотирма форсунками).

Проведений комплекс досліджень показав, що найбільший ефект гідрознепилення має при направленні факелів розпиленої води по ходу вентиляційного потоку, і найменший ефект, коли факели спрямовані проти потоку повітря.

Для регулювання, залежно від ступеня завантаження конвеєра, напрями і кількості подаваного тонкодисперсного концентрованого крапельного шару випробувано новий пристрій, захищений патентом України. Проведені натурні випробування на шести шахтах Донбасу показали високу ефективність нових форсунок і підтвердили доцільність їх серійного випуску та застосування.

Висновок

Комплекс заходів з попередження захворювань пиловими бронхітами та пневмоконіози включає соціально–правові, лікувально–профілактичні та організаційно–технічні заходи і засоби щодо знепилення та контролю запиленості шахтного повітря.

Розробка нових методів і способів боротьби з пилом, а також застосування сучасних технологій дозволяє зменшити пиловиділення в шахтах і захистити гірників від таких профзахворювань, як пневмоконіоз, бронхіт, а також багатьох інших, пов'язаних з пошкодженням дихальних шляхів.

Аналіз результатів показує, що найбільший ефект гідрознепилення має місце при направленні факелів розпиленої води по ходу вентиляційного потоку, і найменший ефект, коли факели спрямовані проти потоку повітря.

Важливе зауваження

Під час написання даного реферату робота ще не завершена. Плановане завершення: грудень 2011 – січень 2012 р. Повний текст роботи та матеріали із темі можуть бути отримані у автора або у наукового керівника після захисту дипломної роботи магістра.

Література

1. Змочування пилу та контроль запилення повітря в шахтах / Р.Р. Кудряшов, Л.Д. Вороніна, М.К. Шуринова и др. – М.: Наука, – 196 с.
2. Фізико–хімічні основи гідрознепилення та попередження вибухів вугільного пилу / В.І. Саранчук, В.М. Качан, В.В. Рекун та ін – К.: Наук. Думка, 1984. – 216 с.
3. Мідників Є.П. Турбулентний перенос і осадження аерозолів / Є.П. Медников. – М.: Наука, 1980. – 176 с.
4. Іщук І.Г. Засоби комплексного знепилювання гірських підприємств: довідник / І. Г. Іщук, Г. А. Поздняков. – М.: Надра, 1991. – 223 с.
5. Боротьба з вугільною і породної пилом у шахтах / П.М. Петрухін и др. – М.: Недра, 1981. – 271 с.
6. Боротьба з вугільним пилом у високопродуктивних вибоях / під ред. Ф.С. Клебанова; ІГДім. А.А. Скочинського. – М.: Надра, 1981. – 116 с.
7. Кірін Б.Ф. Боротьба з пиловиділенням в шахтах / Б.Ф. Кірін, В.П. Журавльов, Л.І. Рижих. – М.: Надра, 1983. – 213 с.
8. Журавльов В.П. Застосування гідрознепилення на підприємствах чорної металургії і у вугільній промисловості / В.П. Журавльов, А.А. Цицура, А.А. Кудрявцев. – Караганда, 1982. – 22 с.
9. Розробка методу і програми розрахунку фракційної ефективності пиловловлення при попутному крапельному зрошенні / під рук. Пірумова А.І. / / Збірник НДР і ДКР. – Серія 14, № 31. – 47с.
10. Поздняков Г. А. Теорія і практика боротьби з пилом у механізованих підготовчих вибоях / Г. А. Поздняков, Г.К. Мартинюк. – М.: Надра, 1983. – 126 с.
11. Журавльов В.П. Дослідження і розрахунок зрошувачів з регульованою характеристикою / В.П. Журавльов, А.Х. Лоренц / / Боротьба з силікоз. – М.: Надра, 1982. – Т. ХI. – С. 67 – 71.
12. Лойцянскій Л.Г. Механіка рідини і газу / Л.Г. Лойцянскій. – М.: Наука, 1970. – 914 с.
13. Сєдов Л.І. Методи подібності і розмірності в механіці / Л.І. Сєдов. – М.: Наука, 1967. – 428с.
14. С.Н. Александров, Ю.Ф. Булгаков, В.В. Яйло. / Охорона праці у вугільній промисловості (навчальний посібник для студентів гірничих спеціальностей вищих навчальних закладів) /. – Донецьк.: ДонНТУ. 2005., 520с.