RUS | ENG | ДонНТУ Портал магістрів ДонНТУ |
Цілі і задачі магістерської роботи
Короткий виклад результатів магістерської роботи
Вугільна промисловість була і залишається галуззю з найбільш шкідливими, важкими і небезпечними умовами праці.
Сучасні способи видобутку вугілля і проведення підготовчих виробок характеризуються утворенням великої кількості пилу і попаданням її в атмосферу гірничих виробок, у яких працюють люди.
Боротьба з пилом, як з професійною шкідливістю, що зумовлює можливість захворювання робітників пиловою етіологією, є складним інженерним і організаційно-технічним завданням. Вирішення якої можливо лише при комплексному вживанні різних способів запобігання, зниження пилоутворення, пилоподавлення і знепилювання копальневого повітря.
На шахті ім. Д.Е. Дзержинського щорік виявляється 5-6 випадків захворювання пневмоконіозом і пиловими бронхітами. Тому головною метою є зниження запиленості повітря.
Для досягнення цієї мети необхідно вирішувати наступні завдання:
— провести аналіз сучасних способів і засобів комплексного знепилюванню шахтного повітря і заходів щодо зниження захворювання пиловою етіологією;
— оцінити ефективність шляхом пилових заходів на шахті;
— розробити комплекс заходів щодо зниження запиленості повітря.
Шахта ім. Дзержинського заснована в 1860 році.
Остання реконструкція шахти виконана в 1987 році, яка включала реконструкцію головного скіпового ствола Пугачевка з одночасним введенням в роботу нового горизонту 1026 м. Шахта розкрита чотирма центрально розташованими стволами: «Пугачевка», «№4», «Центральний», і «Новий».
Ствол «Пугачевський» пройден до відмітки 1263 м. Призначення ствола — служить для видачі корисних копалин з шахти одночасно для видачі породи. Ствол є вентиляційним, тобто витікаючий струмінь з шахти видається вищезгаданим стволом.
Ствол №4 пройден до відмітки 1213 м. Ствол призначений для подачі свіжого повітря в шахту. Одночасно ствол служить для спуску і видачі людей з горизонтів, що діють 916 м і 1026 м, а також з горизонту, що готується, 1146 м.
По вищезгаданому стволу виробляється спуск і видача длінномеров, а також видача породи з горизонту 916 м. Ствол «Центральний» в даний час знаходиться на реконструкції. В майбутньому ствол служитиме для спуску матеріалів і длінномеров на горизонт 1026 м.
Ствол «Новий» пройден до глибини 843 м і в даний час не діє. Згідно з проектом «Днепрогипрошахт» ствол підлягає ліквідації, тобто надшахтні споруди ліквідовуються, а сам ствол засипається породою.
Шахта ім. Дзержинського віднесена до небезпечних по раптовим викида вугілля й газу, шахта відпрацьовує круті пласти. Спосіб провітрювання шахти всмоктуючий. Відпрацьоване повітря з шахти видається вентилятором головного провітрювання ВЦД-47У, встановленим на поверхні біля вентиляційного ствола Пугачевка. Другий вентилятор ВЦД-47У — резервний.
Комплексне знепилювання шахтного повітря реалізується по трьох, певною мірою взаємозв'язаних напрямах: зниження пилоутворення, зменшення пилопоступління (переходу пилу, що утворюється, в зважений стан) і очищення повітря від пилу що вітає.
При існуючих технологіях виїмки вугілля і проведення підготовчих виробок основним способом зниження пилоутворення є попереднє зволоження вугільного масиву шляхом нагнітання води в пласт через шпури або короткі свердловини, пробурені із забою виробки у напрямі її посування, а в очисних виробках - також через довгі свердловини, пробурені паралельно забою лави. Для поліпшення змочуваності вугілля при попередньому його зволоженні застосовуються поверхнево-активні речовини (ПАР). Для попереднього зволоження вугілля в масиві застосовують наступне обладнання.
Буріння шпурів або свердловин діаметром до 45 мм здійснюють за допомогою ручних електро — або пневмосверл, а при необхідності буріння коротких свердловин до 56 мм застосовують переносні перфоратори.
Для буріння з підготовчих виробок довгих свердловин застосовують бурові установки СБГ-1М, «СТАРТ», БАЕ-15 і НКР-100М.
Герметизацію свердловин і шпурів здійснюють шланговими гідрозасувами «Таурус-45», «Таурус-50», ГТ-45, ГТ-60, ГАСНУВ-45, АГ-4А.
Нагнітання води виробляється за допомогою високонапірних насосних установки УНР-02, УЇП, УНШ-00, УНШ-01 і УНГ, що забезпечують тиск до 32 МПа і подачу води до 90 л/мін.
Контроль об'єму закачуваної води здійснюється водомірами - лічильниками крильчатого типа УВК-20, УВК-25, СВХК-1,6, СХВК-4; тиск води вимірюється манометрами.
Ефективність попереднього зволоження вугільного масиву не перевищує 70%. Тому для зниження пилопоступління практично при всіх виробничих процесах застосовується різного вигляду зрошування — зрошування гірської маси через насадки і форсунки, пневмогидрозрошення, туманоутворення і водоповітряне ежектірованіє.
Ефективне пилоподавління, що включає одночасно очищення запиленого повітря і зрошування гірської маси водою, досягається при вживанні циліндрових і конічних водоповітряних ежекторів ЕЦ-100, ЕЦ-250, ЕК-80, ЕК-1-110-500 та інші. Принцип роботи водоповітряного ежектора (мал.1) полягає в тому, що за рахунок розрядки, що створюється водяним факелом форсунки, відсмоктується запилене повітря, створюючи з водою, що диспергує шламовидную суміш, яка, у свою чергу, прямує на подавління пилу.
Попереднє зволоження вугілля в масиві повинне застосовуватися при веденні очисних робіт, а також при проведенні виробок комбайнами виборчої дії з пластів середньої потужності.
Нагнітання води в пласт в очисних виробках повинне вироблятися, як правило, через довгі свердловини, пробурені з підготовчих виробок паралельно забою лави. Зволоження за такою схемою застосовують при стовбовій системі розробки, випередженні хоч би одного з підготовчих виробок забою лави при суцільній системі розробки і при щитовій виїмці крутих пластів. Свердловини для нагнітання води можуть бути пробурені з однієї або назустріч з двох виробок. У щитових лавах нагнітання води повинне вироблятися в смугу вугілля, що готується до виїмки (мал.2).
Довжина свердловин приймається з умови забезпечення зволоження вугілля по всій довжині лави і виключення пориву води в підготовчу виробку, а при бурінні свердловин з двох виробок назустріч в сусідню свердловину.
Глибина герметизації свердловини повинна перекривати протяжність розвантажуючого впливу виробки і приймається 10-15 м.
Окрім попереднього зволоження вугільного пласта, в очисних забоях застосовуються заходи пилоподавління і знепилювання повітря при наступних виробничих процесах:
—при виїмці вугілля;
—на вантажному пункті лави;
—при виїмці і вантаженні вугілля в нішах, печах і просіках;
—при пневматичній закладці виробного простору і закладці бутових смуг.
Якщо вживані засоби пилоподавління не забезпечують зниження запиленості повітря до ПДК, додатково виробляється знепилювання повітря витікаючого з очисного вироблення.
При роботі виїмочної машини на пластах з високою категорією виробничих процесів по пиловому чиннику може застосовуватися також відсмоктування і уловлювання пилу, якщо це передбачено технічною документацією на машину.
Механізовані крепі комплектуються засобами зрошування по заявках шахт, якщо це необхідно у зв'язку з підвищеним рівнем запиленої. При цьому подача води до зрошувальних пристроїв виємочной машини і механізованої крепі повинна здійснюватися по окремих трубопроводах з незалежним включенням зрошувальних насосів.
При підготовці ніш передбачаються засоби пилеподавленія як при виїмці вугілля, так і при вантаженні гірської маси. При буропідривному способі виїмки вугілля здійснюється буріння шпурів з промиванням; зрошування пилу, що відклався, на поверхні на відстані до 20 м від висаджуваних зарядів або підривання зарядів з водою з питомою витратою 1,5-2,0 л/м2, вживання водорозпилюючих завіс і гидрозабойка шпурів.
При молотковій виїмці передбачається вживання відбійних молотків з вбудованим зрошувальним пристроєм або зрошування поверхні забою в зоні руйнування вугілля. Незалежно від способу виїмки вугілля передбачається зрошування відбитого вугілля перед вантаженням.
Пилоподавління пилу в пересувних пунктів вантаження здійснюється зрошуванням вугілля водою за допомогою зонтичних або конусних форсунок. Форсунки встановлюються над місцем вантаження, таким чином, щоб факел перекривав вогнище пилоутворення. При швидкості повітря більше 2 м/с обладнується укриття зони вантаження вугілля, а при високому рівні запиленої застосовується укриття з ежектуючою дією води.
У механізованих очисних забоях крутих пластів при прямоточній схемі провітрювання застосовується зрошувальна система з насосною установкою з пневмопріводом. За наявності подсвіжіння витікаючого струменя можуть застосовуватися насосна установка і підбирач забійного трубопроводу (трубопроводів) з електроприводом, що розташовуються на свіжому струмені.
У забоях з пневмоенергієй зрошувальна установка з пневмоприводом розташовується на вентиляційному горизонті (мал. 4).
У забоях із застосуванням електроенергії насосна установка з електроприводом розташовується на відкатувальному (конвеєрному) штреку.
У очисних забоях тонких крутих пластів при запиленій повітря більше 500 мг/м3 і у разі потреби обмеження витрати води на зрошування застосовується пилоподавління піною.
При комбайновій виїмці пилоподавління піною рекомендується застосовувати на пластах потужністю до 0,9 м і швидкість повітря в забої при висхідному провітрюванні не більше 2 м/с. При щитовій виїмці вживання пилоподавління піною рекомендується в забоях при висхідній схемі провітрювання із швидкістю руху повітря до 3,5 м/с.
При низхідному провітрюванні комбайнових і щитових забоїв і в стелевиступних забоях з молотковою виїмкою обмеження за швидкістю повітря не встановлюється. Піногенератори встановлюють в комбайновій лаві у верхній частині лави під вентиляційним штреком, в щитових лавах уздовж конвейеро-струга і зоні вивантаження вугілля в углеспускную пекти, в стелевиступних забоях в 4-5-ом верхніх уступах поодинці в кожному уступі (мал. 5).
Тиск води, що подається в дозатор піногенератора, повинен складати 0,4-0,8 МПа, а питома витрата рідини через дозатор має бути 15-25 л/т.
При пневматичній закладці забезпечується: зволоження закладного матеріалу; герметичність закладних трубопроводів; періодичне обмивання поверхні вироблення в місцях осадження пилу; швидкість руху повітря в зоні закладки не більше 2 м/с.
Для зниження пилоутворення при проведенні закладки бутових смуг в лавах крутих пластів виробляється зволоження породної маси водою або розчином змочувача перед вантаженням її у вагонетки.
На підставі даної роботи можна зробити наступні висновки:
—якісне здійснення заходів щодо боротьби з пилом;
—комплексне застосування різних способів запобігання, зниження пилоутворення, пилоподавління;
—зменшення пилепоступління (переходу пилу, що утворюється у зважений стан);
—очищення повітря від пилу витає;
На даному етапі все більше застосування знаходить комплексне знепилювання шахт, необхідні впровадження нових способів, і заходів, тому що збільшується відсоток захворювання робітників пневмоконіозом.