Безпека трудової діяльності
Трудівська
Виникнення великих аварій на шахтах України, викликаних раптовими вибухами пилометаноповітряних сумішей в гірських виробках, вимагає пошуку нових ефективних технічних пропозицій щодо зниження ймовірності вибухів. Наявність пилу в метано–повітряної суміші при вибуху сприяє значному збільшенню сили вибуху і утворення великого обсягу токсичних газів високої концентрації. Крім того, пил агресивно діє на обладнання поверхневого комплексу, провокує небезпечні захворювання органів дихання робітників (вентиляторні установки головного провітрювання вугільних шахт протягом доби викидають в шахтний поверхневий комплекс більше 1,5 тонн аерозольного пилу, створюючи при цьому перевищення ГДК в 2–3).
Сучасні способи підземної добичі вугілля характеризуються утворенням значної кількості пилу і виділенням його в атмосферу гірських виробок.
Боротьба з пилом уявляє собою складну інженерну та організаційно-технічну задачу, т. я. копальневий пил погіршує санітарно-гігієнічні умови праці робітників, зменшує видимість у виробках, дратує шкіру та очі, викликаючи головні захворювання, дратує дихальні шляхи і легені, при тривалому диханні може викликати хронічні захворювання легенів. Крім того, присутність в рудничної атмосфері тонкого і сухого вугільного пилу, що містить більше 15% летучих речовин, викликає небезпеку вибуху пилу.
Для вирішення даної задачі тобто для забезпечення прийнятного рівня безпеки на вугільній шахті необхідно детальне планування заходів щодо комплексного знепилювання гірничих виробок, обов’язкове і повне їх виконання, що дозволить запобігти інциденти і аварії.
Метою магістерської роботи є аналіз стану та розробка науково – обгрунтованих заходів щодо комплексного знепилювання гірничих виробок шахти „Трудівська“.
Основні задачі роботи:
Шахтоуправління „Трудівське“ є відокремленим підрозділом „Державного підприємства Донецька вугільна енергетична компанія“ Міністерства вугільної промисловості України.
Шахтне поле шахти розташоване в західній частині Донецько-Макіївського вугленосного району на території Петрівського району м.Донецька та Мар'їнського району Донецької області.
Поле шахти „Трудівська“ розкрите чотирма вертикальними стволами: двома центрально-здвоєними (скіповим і клітьовим), західним вентиляційним та повітряподавальним. Всі розробляються шахтою пласти (m3, k8, l1 і l4) розкриті магістральними відкатувальним і конвеєрним квершлагами гір. 493 м. Горизонт 493 м є основним, на який відпрацьовуються і будуть відпрацьовуватися всі ухилом поля розроблюваних пластів.
Розтин ухилом частини поля вироблено польовими ухилами, від яких розсічені і пройдені польові магістральні штреки по потужним піщаниках розташованим в 30 м нижче пласта k8, а потім квершлагами на розкриваються пласти.
Спосіб підготовки що розробляється в даний час пластів l4 і m3 панельний. Відпрацювання панелей здійснюється по стовпової системі розробки з відпрацюванням запасів довгими стовпами по простяганню зворотним ходом.
Схема провітрювання шахти - флангова, спосіб провітрювання - всмоктуючий.
Рік введення в експлуатацію – 1952 г.
Категорія шахти по газу – I (по метану)
Глибина ведення робіт (пор. максимальна) – 650м, 690м.
Проектна виробнича потужність – 1000 тис. т. в г.
Розробляються в даний час пласти – m3, l4.
Среднедінаміческая потужність розроблюваних пластів – 1,63 м.
Кут падіння пластів – 100 – 120.
Марка вугілля – Ден, ДГен.
Загальна протяжність гірничих виробок – 51,9 км.
Розділ щодо боротьби з пилом у проектах нових і реконструйованих шахт (горизонтів), розкриття та підготовки блоків, панелей, виїмкових полів повинен містити:
– перелік заходів щодо боротьби з пилом при усіх процесах, що супроводжуються пиловиділенням (при виїмці вугілля, проведення гірничих виробок, закладних роботах, навантаженні, транспортуванні та розвантаженні гірничої маси, в т. ч. в околоствольному дворі);
– параметри роботи обладнання для боротьби з пилом і розміщення його у мережі гірничих виробок;
– специфікацію на обладнання та матеріали для боротьби з пилом;
– схему пожежно–зрошувальних трубопроводів із зазначенням їх діаметрів, напорів води, місць розміщення зрошувальних пристроїв, насосних установок та ін;
– рекомендації за оптимальними та пиловим чинником режимів провітрювання вибоїв;
– перелік робочих місць і виробничих процесів, де повинні застосовуватися протипилові респіратори [1].
У проекті будівництва шахти такий розділ є.
На Шахтоуправлінні „Трудівська“ застосовуються такі протипилові заходи.
Попереднє зволоження вугілля в масиві має застосовуватися при веденні очисних робіт, а також при проведенні виробок комбайнами вибіркової дії по пластах середньої потужності.
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 [2].
1 – вентиль; 2 – фільтр штрековий, 3 – дозатор змочувача, 4 – витратомір; 5 – насосна установка високонапірна; 6 – штрековий трубопровід; 7 – герметизатор; 8 – буровий верстат
Рисунок 1 – Технологічні схеми нагнітання води з підготовчих виробок в очисних вибоях пологих пластів (а) і при щитовій виїмці на крутих пластах (б)
У механізованих очисних вибоях пологих і крутих пластів пилопригнітання при виїмки вугілля здійснюється з використанням засобів зрошення, якими оснащуються комбайни, механізовані кріплення, стругові установки, фронтальні і щитові агрегати. На рис. 2 приведені технологічні схеми пилоподавлення зрошенням при виїмці пологих пластів механізованим комплексом і струговій виїмці [4].
1 – вентиль фланцевий; 2–клапан редукційний; 3 – перехідник; 4 – рукав напірний; 5 – фільтр штрековий; 6 – дозатор змочувача; 7 – манометр, 8 – кран прохідний муфтовий; 9 – водяна завіса; 10 – форсунка; 11 – водопровід забійний; 12 – насосна установка; 13 – вентиль електромагнітний; 14 – кран триходовий муфтовий; 15 – штрековий трубопровід; 16 і 17 – зрошувальні системи комбайна і кріплення; 18 – автоматичне секційне зрошення;
Рисунок 2 – Технологічні схеми пилоподавлення зрошенням: a) при виїмці пологих пластів механізованим комплексом; б) при струговій виїмці
При роботі виїмкових машин на пластах з високою категорією виробничих процесів за пиловим чинником може застосовуватися також відсмоктування і уловлювання пилу, якщо це передбачено технічною документацією на машину.
При проведенні виробок комбайнами або застосування вантажних і бурових машин застосовуються засоби пилоподавлення, якими комплектуються ці комбайни та машини. На пластах з високою категорією запиленості прохідницькі комбайни за заявками шахт можуть додатково до зрошення комплектуватися пиловловлювачами або автономними пиловловлюючими установками [6].
Рисунок 3 – Технологічна схема знепилювання в забої з комбайновою проходкою
При застосуванні автономних пилоуловлюючих установок провітрювання тупикової підготовчої виробки може бути нагнітально–всмоктуюче і всмоктуюче. Всмоктуюче провітрювання допускається застосовувати у виробках не газових шахт, нагнітально–всмоктуюче провітрювання з використанням автономних пилоуловлюючих установок може бути застосоване в шахтах будь–якої категорії за метаном, крім виробок, небезпечних за раптовими викидами вугілля і газу та суфляру.
Залишкова запиленість повітря по мережі гірничих виробок, як правило, знаходиться на відносно високому рівні і повітряні потоки, які виходять з очисних і підготовчих виробок, а також проходять по мережі виробок, потребують додаткового знепилювання. Для знепилювання повітряних потоків застосовуємо водоповітряні (туманоутворюючі) завіси.
Для створення водяних завіс типу ВЗ-1 використовують плоскоструменеві форсунки.
Більш ефективними є туманоутворюючі завіси, створювані туманоутворювачами типу ОП-1 або ТЗ-1В. Діаметр крапель утворюваного туману не перевищує 10–50 мікрон, тому розпорошена вода тривалий час утримується в повітрі. Для утворення водяного туману в туманоутворювачі підводяться вода і стисле повітря. При подачі стисненого повітря і переміщення золотника вода і стисле повітря надходять у змішувальну камеру, в якій утворюється водоповітряна суміш. Розпилення останньої відбувається через кільцеву щілину, за допомогою якої регулюється ступінь дисперсності водяного туману [1].
Рисунок 4 – Очищення вентиляційних потоків від пилу водяними завісами типу ВЗ-1.
(анімація: 7 кадрів, 5 циклів, 196 кілобайт)
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.
У системах зрошення в якості зрошувачів використовують насадки, що дають компактну струмінь і універсальні форсунки, факел різної форми: конусні (КФ) - у вигляді суцільного конуса, зонтичні (ЗФ) - у вигляді порожнього конуса, плоскоструменеві (ПФ) - у вигляді плоского віяла. Позначення форсунок вказує форму факела, коефіцієнт витрати води і кут розчину факела. Наприклад, форсунка КФ 1,6–75 є конусної форсункою з коефіцієнтом витрати води 1,6 і кутом розчину факела.
Ефективність зрошення залежить від питомої витрати рідини, дисперсності крапель, умов захоплення краплями пилинок (швидкості відносного руху частинок і крапель, електрозаряженності крапель), змочування пилу і рівномірності зрошення.
При всіх системах зрошення обов'язковим є використання для очищення вод и штрекового фільтрів ФШ-1М, ФШ-200, ФК або ФКВ [3].
Рисунок 5 – Принцип роботи повітряного ежектора
Індивідуальний захист органів дихання шахтарів від вугільного та породного пилу здійснюється за допомогою протипилових респіраторів типу Ф–62Ш, які забезпечують очищення вдихуваного повітря 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 вибраний і підігнаний респіратор повинен щільно і рівномірно прилягати до обличчя [5].
У ході виконання магістерської роботи були зібрані і проаналізовані матеріали по ш.„Трудівська“, був проведений аналіз застосовуваних на шахті способів знепилювання, дана була оцінка ефективності заходів, що застосовуються на шахті на основі вищевикладеного комплекс ефективних заходів для знепилювання в гірських виробках.
При написанні реферату магістерська робота ще не закінчена. Повний текст роботи та матеріали по даній темі можуть бути отримані у автора або наукового керівника в грудні 2014 року.