Борьба с пылью

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.