Мероприятия по снижению запыленности воздуха подразделяют на технологические, организационные и технические.
Организационные мероприятия предусматривают переход на работу с перерывами между сменами, производство взрывных работ в междусменные перерывы, контроль за соблюдением пылегазового режима.
Технические мероприятия предусматривают обеспечение рабочих мест средствами вентиляции, гидрообеспыливания и индивидуальными средствами защиты от пыли. Классификация существующих способов и средств пылеподавления на подземных горно-разведочных работах приведена в табл. 77.
Таблица 77
Классификация способов пылеподавления | ||
Технологический процесс | Способ осуществления | Технические средства и мероприятия |
Бурение шпуров | 1. Промывка с осевой или боковой подачей жидкости (вода, хлористый раствор) | 1. Индивидуальный передвижной бачок, водоподводящая магистраль |
2. Конденсационный способ пылеподавления в условиях многолетней мерзлоты | 2. Применение подогретой воды (40–60°С) | |
3. Применение химической реагентной водоподготовки | 3. Поверхностно-активные вещества (ДБ,ОП-7,ОП-10, ДС-РАС), полимерные флокулянты | |
4. Сухое пылеулавливание | 4. Установки для сухого пылеулавливания ПО-4М, ППН, ВНИИ-1М-71РД, ТБИОТ-ДСП-3 | |
5. Предупреждение повторного диспергирования | 5. Шламоуловители, отвод отработанного сжатого воздуха | |
Взрывные работы | 1. Распыление воды, растворов хлористых солей в процессе производства и после взрывных работ | 1. Туманообразователи, оросители, гидрозабойка |
2. Создание пенной пробки в призабойном пространстве перед взрывными работами | 2. Пенообразователи ПО-1, ПО-2, ПО-6, поверхностно-активное вещество ДС-РАС | |
3. Распыление порошкообразных гигроскопических солей в момент взрыва | 3. Забойка шпуров порошкообразным хлористым кальцием |
Продолжение табл. 77
|
|
Погрузка и откатка горной массы | 1. Увлажнение отбитой породы перед погрузкой | 1. Растворы солей и полимерных флокулянтов |
2. Пневмогидроорошение в процессе погрузки | 2. Автономная система орошения из подвесных бачков | |
3. Локализация источников пыли аэрозолем | 3. Эжекторный пеногенератор | |
Производственный процесс проведения выработок | 1. Нагнетательный и комбинированный способы проветривания | 1. Вентиляторы местного проветривания |
2. Комбинированная схема проветривания с промежуточной очисткой и повторным использованием воздуха | 2. Вентиляторы местного проветривания | |
3. Каркасные фильтры из нетканых материалов |
Запыленность воздуха при бурении шпуров составляет 50–150 мг/м3. Основным способом пылеподавления при бурении шпуров является их промывка водой или хлористыми растворами. Активизацию пылесмачивающей способности воды осуществляют путем введения в ее состав поверхностно-активных веществ, электризацией воды или ее магнитной обработкой (табл. 78).
|
|
Таблица 78
Средства и материалы для активации воды | ||
Средства и материалы для активации воды | Назначение | Изготовитель |
Дозатор смачивания ДСЧ-4 | Для введения смачивателя в водопровод | Мариупольский завод технологического оборудования |
Противонакипные магнитные установки ПМУ-ПМУ-2 | Магнитная водоподготовка | Московский чугунолитейный завод |
Смачиватель ДБ | Для повышения эффективности гидрообеспыливания | Брянский фосфоритный завод |
Полиакриламид | То же | Ленинск-Кузнецкий завод полукоксования |
Выбор технологических схем комплексного обеспыливания воздуха при бурении шпуров зависит от температуры воздуха в выработке. При положительной температуре применяют схему, показанную на рис. 81, а; при температуре от 0 до −5 °С – схему с автономным водоснабжением и промывкой раствором хлористого натрия (см. рис. 81, б).
Пылеподавление при бурении в многолетнемерзлых россыпях осуществляют с использованием сухого пылеулавливания. Для эффективного пылеотсоса необходимо соблюдать следующие условия: производить забуривание при минимальной скорости до полного погружения коронки в породу, периодически контролировать создаваемое в сети разрежение, ежесменно очищать бункеры пылеулавливателей от пыли.
При параллельной схеме бурения шпуров в двух близко расположенных забоях (до 100 м) целесообразно использовать групповую схему пылеулавливания со складированием пыли в отработанную тупиковую выработку (см. рис. 81, в).
Для сухого пылеулавливания используют эжекторы с центральным соплом и с кольцевым зазором. Диаметр сопла принимают из расчета производительности 0,4–0,6 м3/мин на один перфоратор.
Подавление пыли и ядовитых газов при взрывных работах осуществляют орошением поверхности призабойного пространства (длиной 20 м) перед взрыванием, гидрозабойкой шпуров, орошением диспергированной водой с помощью зонтичных и конусных форсунок и туманообразователей.
Поверхность выработок орошают за 20–30 мин до взрывания. Расход воды на 1 м3 выработки составляет 1,5–1,8 л. Для повышения эффективности орошения используют 0,1%-ный раствор смачивателя ДБ. Для орошения применяют туманообразователи и оросители, характеристика которых приведена в табл. 79.
Конусный туманообразователь предназначен для подавления пылегазового облака при ведении взрывных работ в тупиковых выработках.
Зонтичный туманообразователь ТЗ-1 предназначен для подавления пылегазового облака при взрывных работах в камерах. По конструкции он аналогичен туманообразователю ТК-1.
Для создания водяных завес туманообразователи устанавливают на расстоянии 15–20 м от забоя. Число устанавливаемых туманообразователей зависит от количества воздуха, проходимого по выработке (на 500 м3/мин очищаемого воздуха принимают один туманообразователь).
Конусные и зонтичные оросители предназначены для создания в выработках водяных завес на пути орошения пылегазовых потоков, орошения очага пылеобразования при погрузке породы.
Таблица 79
Техническая характеристика туманообразователей и оросителей | |||||
Показатель | Тип туманообразователя | Тип оросителя | |||
ТК-1 | ТЗ-2 | ОК-1 | ОЗ-1 | ОЗ-2 | |
Расход воды, л/мин | 23–43 | ||||
Расход воздуха, м3/мин | 1,2–3,4 | 2,7 | - | - | - |
Диаметр оросительного факела, м | 2,5 | 2,5 | |||
Угол раствора факела, град. | |||||
Дальнобойность, м: | |||||
активная | 1,5 | 1,5 | |||
максимальная | 4,5 | 5,5 | |||
Масса, кг | 0,72 | 1,7 | 0,06 | 0,055 | 0,055 |
Для создания водяной завесы оросители устанавливают по периметру выработки (на расстоянии 10–15 м от забоя) из расчета полного перекрытия распыленной водой всего сечения выработки. Завесу включают в работу за 1,5–2 мин до взрывания шпуров и выключают через 30 мин после взрывания шпуров.
|
|
Указанные технические средства целесообразны при проведении выработок в зоне положительных температур.
В качестве средств борьбы с пылью и ядовитыми газами при проведении выработок в зоне отрицательных температур целесообразна гидрозабойка шпуров ампулами с растворами хлористого натрия.
Сущность гидрозабойки состоит в том, что в шпур вслед за основным зарядом ВВ вводят полиэтиленовую ампулу с водой или раствором хлористого натрия. При взрыве заряда происходит связывание пылевых частиц жидкостью. Оптимальный расход жидкости составляет 1,2–1,4 л на 1 м3 породы. Использование гидрозабойки снижает пылеобразование при взрыве на 50–60%. В последнее время широкое распространение получила гидрозабойка шпуров на основе водного геля (гидропасты), имеющая в своем составе сильный окислитель и обладающая высокой вязкостью. Состав некоторых гидропаст приведен в табл. 80. Для приготовления гидропаст используют АПНГ-1. Аппарат АПНГ-1 кроме приготовления гидропаст позволяет осуществлять их нагнетание в шпуры при давлении в сети 0,1–0,2 МПа.
Таблица 80
Рецептурный состав гидропаст | |||
Компонент | Содержание, % | ||
Состав N 1 | Состав N 2 | Состав N 3 | |
Жидкое стекло | 6–8 | 7–21 | 17,1–17,3 |
Хлористый натрий | 1–3 | – | – |
Спиртовая барда | 0,5–0,7 | – | – |
Бикарбонат натрия | – | 5–10 | – |
Фосфат натрия однозамещенный | – | – | 3,5–5 |
Вода | 92,5–88,3 | 88–69 | 79,4–67,7 |
В зависимости от условий заряжания и взрывания применяют следующие варианты заполнения шпуров гидропастой: паста – заряд патронированного ВВ; заряд патронированного ВВ – паста, заряд патронированного ВВ – патронированная паста, заряд гранулированного ВВ – патронированная паста. При применении патронированной гидропасты число ампул с пастой при глубине шпуров до 2 м должно быть не менее двух. Применение гидропаст в качестве забойки шпуров значительно повышает безопасность взрывных работ, улучшает санитарно-гигиенические условия труда проходчиков, снижает время проветривания на 30–40%.
|
|
Опыт применения воздушно-механической пены в качестве предохранительной среды на угольных шахтах показал целесообразность ее использования для пылеподавления в горно-разведочных выработках.
Воздушно-механическую пену получают смешиванием водного раствора пенообразователя с воздухом.
Различают пену низкой (до 100), средней (100–300) и высокой (более 300) кратности. Кратность пены – отношение ее полученного объема к объему исходного раствора:
K = V п/ V p ,
где V п– объем пены, л; V p– объем раствора, л.
Высокократную воздушно-механическую пену получают с помощью передвижных пеногенераторов непрерывного действия с внешним пенообразованием. Принцип работы пеногенераторов – продувание струи воздуха через пористую непрерывно увлажняемую водным раствором пенообразователя перегородку. По конструкции пеногенераторы подразделяют на пеногенераторы, работающие спаренно с вентиляторами местного проветривания ПГУ-2, ПГУ-1000, пеногенераторы, действующие от сети сжатого воздуха (ПГУ-м), и пеногенераторы без принудительной подачи воздуха (ПГВ-0,5). Для горно-разведочных выработок наиболее приемлемы пеногенераторы типа ПГУ. В пеногенераторы подают водный раствор пенообразователя через пеносмеситель ПС-2,5. Отечественная промышленность выпускает пенообразователи ПО-1, ПО-2, ПО-6, пасту ДС-РАС.
Достоинствами пенного способа пылеподавления являются высокая смачивающая способность и большие силы сцепления пены, малый удельный расход воды. Содержание пыли при взрывании с применением пены снижается более чем в 2 раза.