книги / Рудничная вентиляция

Способы предупреждения взрывов пыли горючих сланцев и периодичность их применения

Основным средством предупреждения взрывов пыли горючих сланцев при взрывных работах являются водораспылительные завесы. Для создания водяных завес в выработках высотой до 3,5 м рекомендуется применять полиэтиленовые сосуды с водой вместимостью 40—50 дм3, устанавливаемые на почве, а при вы­ соте более 3,5 м — подвешиваемые сосуды вместимостью 20— 25 дм3. Полиэтиленовые сосуды с водой необходимо располагать на расстоянии не более: 2 м от забоя, подготовленного к взрыва­ нию; 2,5 м от боков выработки, считая по горизонтали; 3,5 м от верха выработки для устанавливаемых и 1,5 м — для подвеши­ ваемых сосудов.

Удельный расход воды для подготовительных выработок при­ нимается не менее 0,3 кг/м3 объема выработки или не менее 2,5 кг на 1 м2 площади поперечного сечения взрываемого забоя.

В очистных забоях водораспылительные завесы должны устраи­ ваться по всей длине взрываемого забоя. Для этой цели сосуды с водой вместимостью 40—50 дм3 необходимо располагать вдоль линии забоя на расстоянии не более 8 м друг от друга и не более 2 м от поверхности забоя [31].

Выбор способов предупреждения взрывов пыли горючих слан­ цев и периодичности их применения по сети горных выработок сланцевых шахт должен производиться в соответствии с рекомен­ дациями [31], приведенными в табл. 4.1.

Обмывка выработок, не приведенных в табл. 4.1, должна про­ изводиться один раз в полгода.

логу шахтопластов по взрывчатым свойствам угольной пыли». При осмотре сланцевых и водяных заслонов проверяют пра­ вильность их установки и содержание необходимого количества

инертной пыли или воды.

4.4. Взрывчатость серной (сульфидной) пыли и пылевой режим серных (серноколчеданных) шахт

Пыль серы воспламеняется при температуре 250—350 °С, сульфидная пыль — при температуре 430—450 °С. Нижний пре­ дел взрывоопасной концентрации серной пыли колеблется от 5 (комовая сера) до 15 г/м8 (кристаллическая сера), а верхний предел достигает 600—1000 г/м8. Предел взрывчатости сульфидной пыли 80—1500 г/м8. Во взрыве принимает участие пыль, имеющая раз­ меры менее 0,1 мм и содержащая не менее 40 % серы, а также состоящая не менее чем на 60 % из пирита и марказита. В про­ цессе бурения шпуров по серной руде 55—60 % образующейся пыли имеет размер частиц до 1 мкм.

К опасным по взрыву пыли относятся шахты, добывающие руды с содержанием серы более 12 %. По содержанию серы в руде шахты делятся на две группы: I — с содержанием серы от 12 до 18 % и II — более 18 %. Для шахт группы I обязательными яв­ ляются смывание серной пыли со стенок выработок и орошение забоя перед взрыванием. При влажности 9—9,5 % сульфидная пыль становится невзрывоопасной.

Для шахт группы II наряду с орошением забоя и систематиче­ ским смыванием серной пыли со стенок выработок предусматри­ вается применение предохранительных ВВ, электродетонаторов мгновенного и короткозамедленного действия и электрооборудо­ вания во взрывобезопасном исполнении.

4.5. Способы борьбы с пылью в угольных и сланцевых шахтах

Комплекс мероприятий по борьбе с пылью в шахтах включает: уменьшение пылеобразования (применение технологии, систем разработки и оборудования, обеспечивающих наименьшее пылеобразование, увлажнение угля и пород в массиве); предупрежде­ ние поступления пыли в воздух (орошение, пневмогидроорошение, применение водовоздушных эжекторов и пылеулавливание, по­ давление пыли пеной, применение гидрозабойки и водяных завес при взрывных работах, смачивание и связывание осевшей пыли); разбавление и удаление поступившей в шахтную атмосферу пыли путем эффективного проветривания горных выработок; примене­ ние индивидуальных средств защиты.

Переход от обычной технологии выемки угля к гидромеханиче­ ской почти полностью исключает загрязнение воздуха пылью. Значительно снижается запыленность воздуха при использовании машин, работающих по принципу крупного скола. Запыленность

T а б л в а а 4.2

Предельные значения давления нагнетания жидкости в пласты углей различных марок

Темп нагнетания устанавливают по результатам нагнетания жидкости в опытную скважину. Давление нагнетания жидкости принимают с учетом данных табл. 4.2.

Глубину герметизации скважин следует принимать в пределах 5—15 м в зависимости от мощности и состояния пласта.

жидкости, а также темп нагнетания выбирают, руководствуясь теми же положениями, что и при нагнетании жидкости через сква­ жины, пробуренные из подготовительных выработок.

Длину скважин в таких случаях определяют с учетом не­ дельного подвигания очистного забоя:

^СКВ = tv 4" над*

где /нед — недельное подвигание лавы, м; л — число недель. Наряду с нагнетанием жидкости в пласт с помощью насосов его

можно осуществлять от противопожарно-оросительного трубопро­ вода (низконапорное увлажнение). Такое увлажнение производят только через скважины, пробуренные из подготовительных выра­ боток. Возможность применения низконапорного увлажнения устанавливают опытным путем. Если в течение 1—2 сут не обеспе­ чивается темп нагнетания более 0,000017 м3/с, то необходимо пере­ ходить к нагнетанию жидкости с помощью насосов.

При нагнетании жидкости в подготовительных выработках через передовую скважину основными параметрами являются: диаметр скважины dCKB, м; длина скважины /скв, м; радиус увлаж­ нения R, м; глубина герметизации скважины 1Г, м; давление на­ гнетания Рш, Па; расход жидкости на одну скважину Qc, м3; темп нагнетания <7„, м3/с; продолжительность нагнетания Т, с.

Диаметр скважины определяется типом бурового станка и

где Q — расчетный расход воды, ма/с; А — производительность горной машины, кг/с; q — удельный расход воздуха, м3/кг.

Высокий эффект подавления пыли дает орошение жидкостями, диспергированными под давлением 9—12 МПа. Удельный расход жидкости при этом составляет 0,000015—0,00002 м3/кг. Примене­ ние растворов поверхностно-активных веществ при высоконапор­ ном давлении улучшает дисперсный состав капель и другие пара­ метры факелов форсунок, что в свою очередь способствует повы­ шению эффективности этого способа пылеподавления.

При струговой выемке угля применяют типовую оросительную систему с посекционным или общим включением подачи воды к форсункам. Рекомендуется использовать зонтичные или конус­ ные форсунки с углом раствора факела 75°. Расстояние между форсунками составляет не менее 5 м.

Для осуществления пневмогидроорошения при работе выемоч­ ных комбайнов используются вода и сжатый воздух. Давление воды и сжатого воздуха перед смесителем, установленным на выемочном комбайне, должно быть не менее 0,4 МПа. Общие рас­ ходы воды и сжатого воздуха принимаются исходя из удельных расходов: воды — 0,000015—0,000025 м3/кг, сжатого воздуха — 0,005—0,0083 м3/с на 1 т. Верхние пределы принимаются для пла­ стов, характеризующихся высоким пылеобразованием.

Вочистных забоях, где скорость движения воздушной струи не превышает 2 м/с, для подавления пыли при работе комбайнов могут быть использованы водовоздушные эжекторы. В зависимости от производительности на комбайне устанавливают 3—5 эжекто­ ров, а также 3—4 форсунки на шнеках и 1—2 форсунки в зоне по­ грузки угля, предусмотренные типовыми оросительными системами.

Рекомендуемые параметры применения водовоздушных эжек­ торов: давление воды 2—3 МПа, расход воды 0,000015— 0,00002 м3/кг, соотношение воды и водовоздушной смеси 0,5—0,7. Параметры применения дополнительного орошения: давление воды 1,17—1,96 МПа, расход воды 0,000015—0,00002 м3/кг.

Взабоях с высоким уровнем запыленности воздуха и при

ограниченном по каким-либо причинам расходе воды на орошение для подавления пыли следует использовать пену.

При проведении горных выработок, транспортировании и дру­ гих производственных процессах для борьбы с образовавшейся пылью также применяются орошение водой и растворами ПАВ, пневмогидроорошение, пылеулавливание и др. Параметры соот­ ветствующих средств и способов борьбы с пылью, а также нужное оборудование необходимо выбирать с учетом рекомендаций, из­ ложенных в [351.

Все средства борьбы с пылью должны осуществляться в ком­ плексе с эффективным проветриванием горных выработок по пылевому фактору. Оптимальные (по пылевому фактору) скорости движения воздуха в подготовительных забоях составляют 0,4— 0,6 м/с, в очистных забоях — 1,2—1,6 м/с.

Основным мероприятием по борьбе с пылью в сланцевых шах­ тах является гидрообеспыливание всех основных производствен­ ных процессов.

Давление воды в оросительных системах добычных комбайнов и врубовых машин должно составлять 0,6—1,2 МПа. Удельный расход воды при комбайновой выемке сланца с природной влаж­ ностью 6—8 и 9—12 % должен быть равен соответственно 0,00002— 0,00003 и 0,00001—0,000015 м8/кг. Удельный расход воды при зарубке врубовой машиной может быть принят равным 0,005— 0,001 м3 на 1 ма вруба.

При влажности сланца более 12—14 % орошение горной массы может не производиться, если запыленность воздуха на рабочих местах находится в пределах допустимых концентраций.

5.ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

5.1.Климатические условия в шахтах

Основами законодательства Союза ССР и союзных республик о недрах запрещается ведение горных работ, если температура воздуха не соответствует требованиям правил и норм безопас­ ности, санитарных правил и норм. Так, в угольных и сланцевых шахтах температура воздуха в очистных, подготовительных и

духа более 90 %. В действующих горных выработках, где по­ стоянно находятся люди, температура воздуха должна соответ­ ствовать нормам, приведенным в табл. 5.1 129).

В горных выработках, где горнотехническими мероприятиями нормальные тепловые условия не обеспечиваются (температура воз­ духа превышает 26 °С), должно применяться искусственное охла­ ждение (кондиционирование рудничного воздуха).

Установлены следующие допустимые значения температурных перепадов, связанных с применением кондиционирования: при

Т а б л и ц а 5.1

Нормативные значения скорости движения и температуры воздуха в выработках, где постоянно находятся люди