книги / Рудничная аэрология.-1

Осланцеванию подвергаются стенки и кровля всех откаточных и вентиляционных выработок.

Нормы осланцевания горных выработок в различных странах различны и колеблются от 55 до 75%.

Расход инертной пыли должен соответствовать установленной норме осланцевания. При этом учитывается содержание негорючих веществ в смеси угольной и инертной пыли, собранной в горной выработке. Чтобы выработка была покрыта сплошным слоем инерт­ ной пыли, расход ее должен быть не менее 1 кг/м3 выработки.

Осланцевание выработок может производиться вручную и меха­ ническим путем. Применение специальной машины позволяет более равномерно покрывать вы­

трубку из тугоплавкого стекла с устройством для подачи в нее пыли. В испытательной трубке на равном расстоянии от ее концов располо­ жена спираль накаливания из нихромовой проволоки и в конце трубки — диафрагма для уменьшения скорости движения воздуха при подаче пыли на спираль. На трубке имеются деления для определе­ ния длины пламени взрыва. Устройство для подачи пыли состоит из цилиндра с поршнем, приводимым в движение пружиной при нажатии кнопки. Прибор снабжен двумя индикаторными лам­ пами для контроля за температурой спирали. Одна из них за­ жигается, когда температура спирали соответствует заданной

Взрывчатые свойства осланцованной пыли обнаруживаются по воспламеняемости ее при продувании над спиралью, нагретой до 1150° С. Испытание повторяют 5 раз. Отсутствие пламени в трубке при всех пяти испытаниях указывает, что проба пыли не взрывчата. Образование даже незначительных язычков пламени хотя бы при одном испытании указывает, что пыль взрывчата, и, следовательно, выработку, в которой набрана проба, необходимо немедленно осланцевать.

Периодичность контроля осланцевания горных выработок уста­ навливается в зависимости от интенсивности пылеотложения. Чем продолжительнее время между осланцеваниями, тем реже может быть контроль. Желательно, чтобы выработки между двумя ослан­ цеваниями контролировались не менее 4—5 раз.

В местах наиболее интенсивного пылеотложения целесообразно устанавливать минимально допустимые сроки повторного осланце­ вания. Например, участки вентиляционных штреков, примыкающие к лаве на протяжении не менее 50 м , рекомендуется осланцовывать не реже одного раза в сутки.

С л а н ц е в ы й з а с л о н представляет собой ряд полок, располагаемых поперек выработки у ее кровли, на которых разме­ щается инертная пыль. Сланцевые заслоны подразделяются на основ­ ные и вспомогательные, стационарные и передвижные.

Количество инертной пыли для сланцевого заслона согласно Правилам безопасности должно определяться из расчета 400 кг на 1 м2 поперечного сечения выработки в свету в месте установки заслона.

Общее количество инертной пыли в заслоне (? = 400£, кг,

где S — площадь поперечного сечения выработки в свету, м 2. Емкость одной полки может быть определена по формуле

Использование инертной пыли основано на охлаждающем дей­ ствии, связанном с затратой тепловой энергии на нагревание инерт­ ной пыли.

В о д я н ы е з а с л о н ы представляют собой наполненные водой сосуды емкостью не более 80 л с формой поперечного сечения в виде перевернутой трапеции. Они устанавливаются последова­ тельно по длине выработок на расстоянии не более 250 м один от дру­ гого. Количество воды в заслоне должно определяться из расчета 400 л/м2 поперечного сечения выработки в свету в месте его установки.

Длина всего заслона должна быть не менее 20 м , а расстояние между отдельными сосудами — не менее 0,5 м. Расстояние между кровлей и верхней кромкой сосуда должно быть не менее 100 и не более 400 мм, а между верхней кромкой стенки и крепью — не менее 100—150 мм.

§ 23. Взрывчатость серной и сульфидной ныли

При разработке медных и серноколчеданных руд большую опас­ ность представляют взрывы сульфидной пыли, характерной особен­ ностью которых является образование большого количества серни­ стого газа. Взрывы сульфидной пыли приурочены к колчеданным рудам с большим содержанием пирита (50—90%).

Основным источником воспламенения сульфидной пыли являются газообразные продукты, образующиеся при взрывных работах. Вероятность воспламенения от других тепловых источников (электри­

условий, близких к лабораторным, к категории взрывоопасных отне­ сены все шахты, разрабатывающие сульфидные руды с содержанием серы более 35%.

Влияние дисперсного состава пыли на ее взрывчатость показано на рис. 23. Наиболее опасна сульфидная пыль, имеющая в своем составе фракции от 10 до 100 мк. Пыль крупностью более 250 мк практически становится невзрывоопасной. Взрывчатость сульфидной пыли с увеличением влажности снижается (рис. 24). При влажности 9—9,5% пыль становилась совершенно невзрыво­ опасной.

Серная пыль более опасна, чем сульфидная и угольная, так как температура воспламенения и нижний предел концентрации ее зна­

Нижний предел взрывчатой концентрации составляет от 5 (комо­ вая сера) до 15 г/мъ (кристаллическая сера). Верхний предел

достигает 600—1000 г/м3. Теоретически полное сгорание серы про­ исходит при концентрации пыли 286 г/м3.

Пылевой режим сульфидных и серных шахт одинаков и должен предусматривать выполнение мероприятий:

1) препятствующих образованию пыли (бурение с промывкой, орошение, смыв пыли, осевшей на стенках, кровле и почве выра­ боток);

2) препятствующих появлению источников воспламенения пыли (применение предохранительных ВВ, электровзрывания, взрывобезопасного электрооборудования, предохранительных рудничных ламп; запрещение открытого огня, курения).

Для каждого забоя серной шахты главный инженер шахты дол­ жен утвердить схему расположения шпуров и предельную величину зарядов ВВ. При взрывных работах применяются только предохра­ нительные ВВ с электрическим взрыванием зарядов. Запрещается применение электродетонаторов замедленного действия.

Г л а в а IV

ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ШАХТ И РУДНИКОВ § 24. Общие сведения

Тепловой режим угольных шахт и рудников зависит от таких факторов, как температура поступающего в шахту воздуха, темпера­ тура пород, влажность атмосферы, скорость движения и количество проходящего по выработкам воздуха и др. Изучение теплового ре­ жима и управление им имеет большое значение для создания сани­ тарно-гигиенических условий, способствующих повышению про­ изводительности труда и обеспечивающих нормальное самочувствие трудящихся в процессе работы. Кроме того, при недостаточном внимании к тепловым процессам может быть нарушена нормальная работа шахтного подъема и вентиляторной установки вследствие обмерзания устьев стволов, рабочих лопаток и каналов вентиляторов в зимнее время. Устойчивость выработок, проведенных по вечномерз­ лым породам, может быть нарушена в теплое время года вследствие проникновения в выработки теплого воздуха и оттаивания мерзлого грунта.

Большое влияние тепловые условия оказывают на самочувствие трудящихся. Это объясняется тем, что в человеческом организме в процессе жизнедеятельности в зависимости от выполняемой на­ грузки образуется 40—400 ккал/ч тепла и даже больше. Для поддер­ жания постоянной температуры человеческого тела все образовав­ шееся тепло должно быть выведено из организма.

отдача за счет лучеиспускания зависит от разности температур чело­ веческого тела и окружающей среды и в тех случаях, когда темпера­ тура воздуха, окружающих поверхностей и одежды близка к 30°, практически приближается к нулю. Теплоотдача за счет конвекции обусловлена удалением с поверхности тела нагретых слоев воздуха и зависит от скорости движения вентиляционной струи. Тепло­ отдача, вызванная испарением влаги с поверхности тела, объясняется тем, что на испарение 1 г влаги затрачивается около 0,6 ккал тепла. Интенсивность теплоотдачи в этом случае зависит от скорости испа­ рения влаги, а последняя возрастает с уменьшением относительной влажности воздуха.

Для оценки совокупного воздействия на человеческий организм температуры, скорости движения воздуха и его влажности приме­ няется специальный прибор — кататермометр (рис. 25), который представляет собой спиртовой термометр, имеющий в верхней части уширение 1. Шкала прибора внизу имеет отметку 35°, а вверху 38°. Для пользования прибором необходимо знать его фактор F, опреде­ ляемый тарировкой и равный количеству тепла в милликарориях, выделяющемуся с 1 см2 поверхности спиртового резервуара кататер­ мометра за время охлаждения спирта от 38 до 35°.

скорость воздуха в негазовых угольных шахтах не должна превы­ шать 0,3 м/сек в подготовительных и 0,6 м/сек в очистных выработках.

Существует ряд эмпирических формул, выражающих зависи­ мость между температурой t, скоростью движения воздуха и показа­ ниями по сухому кататермометру Н :

где At = 36,5 — t;

а и b — коэффициенты, равные при скорости движения воздуха больше 1 м/сек соответственно 0,13 и 0,47, а при скорости меньше 1 м/сек — 0,2 и 0,4.

Решая это равенство относительно Н и подставляя вместо t и v приведенные выше установленные нормы, нетрудно убедиться, что при их соблюдении показания по сухому кататермометру во всех случаях находятся в пределах 8,6—10 катаградусов, т. е. обеспечи­ вают комфортные условия при выполнении тяжелой и средней тя­ жести работы.

Однако следует указать, что специфика горных работ не всегда позволяет соблюдать установленные скорости движения воздуха, они могут быть как выше, так и ниже рекомендуемых, вследствие чего показания по сухому кататермометру в шахтах колеблются от 1,5 до 40 катаградусов в зависимости от интенсивности ведения взрывных работ, газовыделения, схемы вентиляции, системы раз­ работки и ряда других факторов.

§ 25. Тепловой режим и тепловой баланс

Уже в первой половине прошлого века было замечено, что с пере­ ходом на разработку более глубоких горизонтов возрастает темпе­ ратура горных пород и, как следствие, повышается температура воздуха и ухудшаются условия работ.

В настоящее время на основании исследований Донецкого инсти­ тута физиологии труда и профзаболеваний установлено, что при температуре воздуха более 28° С производительность труда шахтеров снижается на 30—40%; кроме того, работа в таких неблагоприятных условиях действует изнуряюще, вызывает сонливость, ослабляет внимание.

Основной фактор, влияющий на температуру воздуха в шахтах и рудниках, — это температура горных пород. С 30-х годов X IX в. проводились исследования по определению г е о т е р м и ч е с к о й с т у п е н и , т. е. расстояния в метрах, при углублении на которое температура пород увеличивается на 1° С. При этом за начало отсчета принимается зона средней годовой температуры, находящаяся на глубине 20—40 м от поверхности. К концу прошлого столетия гео­ термическая ступень была определена уже для целого ряда промыш­ ленных областей Западной Европы.

ммр т . сиг.;

В— барометрическое давление, мм. pm. cm.

Температура воздуха в шахтах в зависимости от их глубины и гео­ графического расположения изменяется в очень широких пределах и может быть как положительной, так и отрицательной; влажность же обычно держится на высоком уровне — около 70%, повышаясь до 90 и 100% в обводненных выработках. Только в соляно-калийных рудниках благодаря борьбе с проникновением вод из вмещающих пород в полезное ископаемое и гигроскопичности последнего влаж­ ность обычно невысока и в значительной мере определяется влаж­ ностью поступающего в рудник атмосферного воздуха.

В вентиляционной струе с момента поступления воздуха в шахту до выхода в атмосферу непрерывно происходят термодинамические процессы, вызывающие изменение температуры и влажности. Как правило, в зимний период в шахту даже при искусственном подо­ греве поступает сравнительно холодный воздух, температура кото­ рого в дальнейшем при движении по выработкам повышается. В лет­ нее время температура воздуха при поступлении в шахтный ствол или в штольню обычно заметно снижается, но затем в зависимости от глубины разработки и ряда других факторов она вновь может повыситься. Повышение и понижение температуры воздушной струи по пути ее следования по выработкам происходит под воздействием целого ряда факторов, в частности тепловыделения из окружаю­ щих выработку пород или, наоборот, поглощения ими тепла, сжатия воздушной струи при движении вниз по вертикальным и наклонным стволам, окислительных процессов, работы механизмов и т. д.

Т е п л о в о й б а л а н с , т. е. соотношение между тепловыделе­ нием из различных источников, для каждой шахты, строго говоря, свой, но все же можно говорить о каком-то примерном среднем балансе. Так, для Донбасса может быть принята следующая тепло­ отдача от различных источников: от горных пород на глубине 900 м

— 44,6%', на глубине 1100 м — 52,2%, от окисления угля и дерева соответственно 31,5 и 25,6%; от охлаждения добытого полезного