| RUS | UKR | ENG | ДонНТУ Портал магистров ДонНТУ |
Цели и задачи магистерской работы
Краткое изложение результатов магистерской работы
Угольная промышленность была и остается отраслью с наиболее вредными, тяжелыми и опасными условиями труда.
Современные способы добычи угля и проведения подготовительных выработок характеризуются образованием большого количества пыли и попаданием ее в атмосферу горных выработок, в которых работают люди.
Борьба с пылью, как с профессиональной вредностью, предопределяющей возможность заболевания рабочих пылевой этиологией, представляет собой сложную инженерную и организационно-техническую задачу. Решение которой возможно только при комплексном применении различных способов предотвращения, снижения пылеобразования, пылеподавления и обеспыливания рудничного воздуха.
На шахте им. Д.Э. Дзержинского ежегодно выявляется 5-6 случаев заболевания пневмокониозом и пылевыми бронхитами. Поэтому главной целью является снижение запыленности воздуха.
Для достижения этой цели необходимо решать следующие задачи:
— провести анализ современных способов и средств по комплексному обеспыливанию шахтного воздуха и мероприятий по снижению заболевания пылевой этиологией;
— оценить эффективность путем пылевых мероприятий на шахте;
— разработать комплекс мероприятий по снижению запыленности воздуха.
Шахта им. Дзержинского основана в 1860 году.
Последняя реконструкция шахты выполнена в 1987 году, которая включала реконструкцию главного скипового ствола Пугачёвка с одновременным вводом в работу нового горизонта 1026 м. Шахта вскрыта четырьмя центрально расположенными стволами: «Пугачёвка», «№4», «Центральный», и «Новый».
Ствол «Пугачёвский »пройден до отметки 1263 м. Предназначение ствола — служит для выдачи полезного ископаемого из шахты одновременно для выдачи породы. Ствол является вентиляционным, т.е. исходящая струя их шахты выдаётся вышеуказанным стволом.
Ствол №4 пройден до отметки 1213 м. Ствол предназначен для подачи свежего воздуха в шахту. Одновременно ствол служит для спуска и выдачи людей с действующих горизонтов 916 м и 1026 м, а также с подготавливаемого горизонта 1146 м.
По вышеуказанному стволу производится опуск и выдача длинномеров, а также выдача породы с горизонта 916 м. Ствол «Центральный» в настоящее время находится на реконструкции. В будущем ствол будет служить для спуска материалов и длинномеров на горизонт 1026 м.
Ствол «Новый» пройден до глубины 843 м и в настоящее время не действует. Согласно проекту «Днепрогипрошахт» ствол подлежит ликвидации, т.е. надшахтные здания и сооружения ликвидируются, а сам ствол засыпается породой.
Шахта им. Дзержинского отнесена к опасным по внезапным выбросам угля и газа, отрабатывает крутые пласты. Способ проветривания шахты всасывающий. Отработанный воздух из шахты выдаётся вентилятором главного проветривания ВЦД-47У, установленным на поверхности возле вентиляционного ствола Пугачёвка. Второй вентилятор ВЦД-47У — резервный.
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.
При существующих технологиях выемки угля и проведения подготовительных выработок основным способом снижения пылеобразования является предварительное увлажнение угольного массива путем нагнетания воды в пласт через шпуры или короткие скважины, пробуренные из забоя выработки в направлении ее подвигания, а в очистных выработках — также через длинные скважины, пробуренные параллельно забою лавы. Для улучшения смачиваемости угля при предварительном его увлажнении применяются поверхностно-активные вещества (ПАВ). Для предварительного увлажнения угля в массиве применяют следующее оборудование.
Бурение шпуров или скважин диаметром до 45 мм осуществляют с помощью ручных электро - или пневмосверл, а при необходимости бурения коротких скважин до 56 мм применяют переносные перфораторы.
Для бурения из подготовительных выработок длинных скважин применяют буровые установки СБГ-1М, «СТАРТ», БАЭ-15 и НКР-100М.
Герметизацию скважин и шпуров осуществляют шланговыми гидрозатворами «Таурус-45», «Таурус-50», ГТ-45, ГТ-60, ГАС-45, АГ-4А.
Нагнетание воды производится с помощью высоконапорных насосных установки УНР-02, УИП, УНШ-00, УНШ-01 и УНГ, обеспечивающих давление до 32 МПа и подачу воды до 90 л/мин.
Контроль объема закачиваемой воды осуществляется водомерами — счетчиками крыльчатого типа УВК-20, УВК-25, СВХК-1,6, СХВК-4; давление воды измеряется манометрами.
Эффективность предварительного увлажнения угольного массива не превышает 70%. Поэтому для снижения пылепоступления практически при всех производственных процессах применяется различного вида орошение — орошение горной массы через насадки и форсунки, пневмогидроорошение, туманообразование и водовоздушное эжектирование.
Эффективное пылеподавление, включающее одновременно очистку запыленного воздуха и орошение горной массы водой, достигается при применении цилиндрических и конических водовоздушных эжекторов ЭЦ-100, ЭЦ-250, ЭК-80, ЭК-1-110-500 и др. 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.
Предварительное увлажнение угля в массиве должно применяться при ведении очистных работ, а также при проведении выработок комбайнами избирательного действия по пластам средней мощности.
Нагнетание воды в пласт в очистных выработках должно производиться, как правило, через длинные скважины, пробуренные из подготовительных выработок параллельно забою лавы. Увлажнение по такой схеме применяют при столбовой системе разработки, опережении хотя бы одной из подготовительных выработок забоя лавы при сплошной системе разработки и при щитовой выемке крутых пластов. Скважины для нагнетания воды могут быть пробурены из одной или навстречу из двух выработок. В щитовых лавах нагнетание воды должно производиться в подготавливаемую к выемке полосу угля (рис.2,3).
Длина скважин принимается из условия обеспечения увлажнения угля по всей длине лавы и исключение порыва воды в подготовительную выработку, а при бурении скважин из двух выработок навстречу в соседнюю скважину.
Глубина герметизации скважины должна перекрывать протяженность разгружающего влияния выработки и принимается 10-15 м.
Кроме предварительного увлажнения угольного пласта, в очистных забоях применяются меры пылеподавления и обеспыливания воздуха при следующих производственных процессах:
— при выемке угля;
— на погрузочном пункте лавы;
— при выемке и погрузке угля в нишах, печах и просеках;
— при пневматической закладке выработанного пространства и закладке бутовых полос.
Если применяемые средства пылеподавления не обеспечивают снижение запыленности воздуха до ПДК, дополнительно производится обеспыливание воздуха исходящего из очистной выработки.
При работе выемочной машины на пластах с высокой категорией производственных процессов по пылевому фактору может применяться также отсос и улавливание пыли, если это предусмотрено технической документацией на машину.
Механизированные крепи комплектуются средствами орошения по заявкам шахт, если это необходимо в связи с повышенным уровнем запыленности. При этом подача воды к оросительным устройствам выемочной машины и механизированной крепи должна осуществляться по отдельным трубопроводам с независимым включением оросительных насосов.
При подготовке ниш предусматриваются средства пылеподавления как при выемке угля, так и при погрузке горной массы. При буровзрывном способе выемки угля осуществляется бурение шпуров с промывкой; орошение отложившейся пыли на поверхности на расстоянии до 20 м от взрываемых зарядов или взрывание зарядов с водой с удельным расходом 1,5-2,0 л/м2, применение водораспылительных завес и гидрозабойка шпуров. При молотковой выемке предусматривается применение отбойных молотков со встроенным оросительным устройством или орошение поверхности забоя в зоне разрушения угля. Независимо от способа выемки угля предусматривается орошение отбитого угля перед погрузкой.
Подавление пыли у передвижных пунктов погрузки осуществляется орошением угля водой с помощью зонтичных или конусных форсунок. Форсунки устанавливаются над местом погрузки, таким образом, что бы факел перекрывал очаг пылеобразования. При скорости воздуха более 2 м/с оборудуется укрытие зоны погрузки угля, а при высоком уровне запыленности применяется укрытие с эжектирующим действием воды.
В механизированных очистных забоях крутых пластов при прямоточной схеме проветривания применяется оросительная система с насосной установкой с пневмоприводом. При наличии подсвежения исходящей струи могут применяться насосная установка и подборщик забойного трубопровода (трубопроводов) с электроприводом, располагаемые на свежей струе.
В забоях с пневмоэнергией оросительная установка с пневмоприводом располагается на вентиляционном горизонте (рис. 4).
В забоях с применением электроэнергии насосная установка с электроприводом располагается на откаточном (конвейерном) штреке.
В очистных забоях тонких крутых пластов при запыленности воздуха более 500 мг/м3 и в случае необходимости ограничения расхода воды на орошение применяется пылеподавление пеной.
При комбайновой выемке пылеподавление пеной рекомендуется применять на пластах мощностью до 0,9 м и скорости воздуха в забое при восходящем проветривании не более 2 м/с. При щитовой выемке применение пылеподавления пеной рекомендуется в забоях при восходящей схеме проветривания со скоростью движения воздуха до 3,5 м/с.
При нисходящем проветривании комбайновых и щитовых забоев и в потолкоуступных забоях с молотковой выемкой ограничение по скорости воздуха не устанавливается. Пеногенераторы устанавливают в комбайновой лаве в верхней части лавы под вентиляционным штреком, в щитовых лавах вдоль конвейеро-струга и зоне выгрузки угля в углеспускную печь, в потолкоуступных забоях в 4-5-ом верхних уступах по одному в каждом уступе (рис. 5).
Давление подаваемой в дозатор пеногенератора воды должно составлять 0,4-0,8 МПа, а удельный расход жидкости через дозатор должен быть 15-25 л/т.
При пневматической закладке обеспечивается: увлажнение закладочного материала; герметичность закладочных трубопроводов; периодическая обмывка поверхности выработки в местах осаждения пыли; скорость движения воздуха в зоне закладки не более 2 м/с.
Для снижения пылеобразования при проведении закладки бутовых полос в лавах крутых пластов производится увлажнение породной массы водой или раствором смачивателя перед погрузкой её в вагонетки.
На основании данной работы можно сделать следующие выводы:
— качественное осуществление мероприятий по борьбе с пылью;
— комплексное применении различных способов предотвращения, снижения пылеобразования, пылеподавления;
— уменьшение пылепоступления (перехода образующейся пыли во взвешенное состояние);
— очистка воздуха от витающей пыли;
На данном этапе все большее применение находит комплексное обеспыливание шахт, необходимы внедрения новых способов, и мероприятий, так как увеличивается процент заболевания рабочих пневмокониозом.