Вентиляция шахт и карьеров

не должно превышать 2 мг/м3 при содержании в ней Si02 от 1 0 до70 % и 1 мг/мг при содержании Si02 более 70%.

Наиболее опасной является тонкодисперсная пыль с размерамичастиц менее 1 0 р, которая плохо поддается улавливанию.

Широко распространенным средством борьбы с рудничной, пылью является вода в сочетании с интенсивным проветрива­ нием [52]. Воду применяют для промывки шпуров и скважин при. бурении, для орошения газо-пылевых облаков после взрывных ра­ бот и для увлажнения отбитой руды при ее доставке и погрузке.

В условиях глубоких шахт, где породы имеют высокую темпе­ ратуру, использование воды в больших количествах для борьбы, с пылью становится нежелательным, так как резко увеличивается; влажность рудничной атмосферы и ухудшаются санитарно-гигие­ нические условия в подземных выработках.

На глубоких горизонтах горные породы обычно более сухие,, что способствует усилению пылеобразования во всех звеньях тех­ нологического процесса. Поэтому борьба с пылью на больших; глубинах еще более затруднительна и представляет собой весьма сложную проблему.

Для обеспыливания глубоких шахт должны применяться в основном средства сухого пылеулавливания в сочетании с хорошопоставленной вентиляцией.

Исключительно важное значение для дальнейшего оздоровле­ ния условий труда в шахтах имеет изменение технологии подзем­ ной разработки, комплексная механизация и автоматизация произ­ водственных процессов.

Более совершенная технология разработки включает примене­ ние новых способов разрушения массива, устраняющих и макси­ мально снижающих образование пыли. Этому требованию в наи­ большей степени удовлетворяют системы разработки, при которых сведены до минимума нарезные работы и разрушение массива ведется за счет использования горного давления или взрывания зарядов глубоких скважин (системы этажного и подэтажного есте­ ственного или принудительного обрушения).

Новая технология уменьшает число работающих в местах с за­ пыленной атмосферой и освобождает горнорабочих от тяжелогофизического труда. Перевод подземных механизмов на автомати­ ческое и дистанционное управление с небольшим штатом диспет­ черов позволяет людям находиться вдали от мест образования вредной пыли.

Большое влияние на снижение запыленности в шахтах оказы­ вает также увеличение междусменных перерывов и использование их для усиленной вентиляции подземных выработок, что может быть достигнуто путем сокращения продолжительности рабочих смен или перевода шахт на двусменную работу.

Снижение запыленности рудничной атмосферы до допустимых по санитарным правилам пределов возможно во всех выработках и рабочих местах шахты при условии осуществления целого комп-

62

лекса противопылевых мероприятий. Опыт отечественных шахт показал, что и одно средство борьбы с пылью само по себе не мо­ жет обеспечить требуемое обеспыливание рудничной атмосферы. Лишь одновременное применение всех известных обеспыливающих, мероприятий в сочетании с хорошо организованным пылевым контролем дает возможность снижать запыленность воздуха нижедопустимых санитарных пределов.

Комплекс противопылевых мероприятий должен включать: применение технологических процессов и методов разработки ме­ сторождений, сопровождающихся наименьшим пылеобразованием; устранение причин запыления поступающего в шахту свежего воз­ духа; улавливание пыли в местах ее образования путем герметиза­ ции этих мест и аспирацию с очисткой воздуха посредством фильтров; организацию эффективной главной и местной вентиля­ ции; уборку осаждающейся в выработках пыли; применение на­ дежных индивидуальных средств защиты от пыли горнорабочих

иоснащение противопыльными средствами бытовых комбинатов.

Вобщем комплексе обеспыливающих мероприятий особенно важная роль принадлежит совершенствованию технологии подго­ товки месторождения и добычи руды. Более совершенная техноло­ гия обеспечивает резкое снижение удельного объема буровых работ

ичисла взрывов, повышение производительности труда и сокраще­ ние численности рабочих, задалживаемых на различных производ­ ственных процессах в рудниках.

Представляет интерес ценный опыт отдельных шахт Криворож­ ского бассейна по комплексному обеспыливанию рудничной атмо­ сферы, где запыленность воздуха была снижена до допустимых санитарных пределов. Например, по данным пылевой съемки на руднике им. К. Либкнехта средняя запыленность воздуха после выполнения плана комплексного обеспыливания составила 1,9, а на шахте «Центральная» 1 ,8 мг/м3. Этот ценный опыт по обеспылива­ нию должен быть распространен и на другие рудники не только^ Криворожского, но и остальных бассейнов Советского Союза.

§ 2. Борьба с запылением воздуха на входящей и исходящей струях шахты

Подачу в шахту свежего воздуха обычно осуществляют поглавным подъемным стволам, расположенным в центре шахтногополя. На поверхности, вблизи устья этих стволов, постоянно выпол­ няются различные.операции, связанные с образованием пыли (по­ грузка руды из бункеров в железнодорожные вагоны, разгрузка скипов, дробление, сортировка и транспортирование добытой руды

врезервный склад, транспортирование и разгрузка пустой породы

вотвал и др.), которая загрязняет воздух. Согласно постановлению Госсанинспекции СССР, начальное содержание силикозоопасной пыли в приточном воздухе )не должно превышать 0,15 мг/м3. По

данным же замеров Криворожского института гигиены труда

и профзаболеваний и НИГРИ, пылесодержание в атмосфере промллощадок шахт доходит до 3 жг/ж3, а в дни, когда скорость ветра достигает 4—5 м/сек,— до 5 жа/ж3.

Таким образом, запыление рудничного воздуха начинается с по­ верхностной околоствольной площадки, которое увеличивается по пути движения воздуха по стволам, околоствольным дворам и от­ каточным выработкам вследствие работы скипового подъема, до-

К. Либкнехта установлено, что во время работы скипов входящая струя воздуха имела запыленность от 0,5 до 0,9, а при остановке их запыленность снижалась до 0,2—0,3 жг/ж3. Большое влияние на степень запыленности оказывает наличие руды в бункере. Через пустой бункер проходит струя воздуха и выбрасывает облако пыли в околоствольный двор в момент разгрузки вагонеток. Поэтому бункер должен всегда быть засыпан рудой.

На той же шахте запыленность входящего воздуха на главном откаточном квершлаге достигала 9—13 жг/ж3, что явилось след­ ствием частичного запыления воздуха на поверхности и последую­ щего прохождения его через различные, последовательно располо­ женные источники пылеобразования.

Вполне очевидно, что снабжение рабочих забоев запыленным воздухом совершенно недопустимо, так как в этом случае помимо общего повышения концентрации пыли в горных выработках в зна­ чительной степени обесценивается весь комплекс применяемых в шахте обеспыливающих мероприятий.

Наиболее радикальным решением данного вопроса является подача свежего воздуха в шахту по специальным вентиляционным стволам, расположенным на достаточном расстоянии от запылен­ ных промплощадок и не связанным с грузовыми околоствольными дворами. От вентиляционных стволов свежий воздух должен дохо­ дить до рабочих мест по самым коротким путям, минуя любые возможные источники пылеобразования.

Необходимо полностью отказаться от подачи свежего воздуха по скиповым стволам. Проветривание камер опрокида, дробильного комплекса, подземного бункера и скипового ствола должно произ­ водиться самостоятельно путем искусственного отделения от входя­ щей вентиляционной струи необходимого количества воздуха и выдачи его по скиповому стволу. В качестве воздухоподающих могут быть использованы только клетевые стволы с подъемниками, служащими для выполнения вспомогательных операций.

Всвязи со значительной запыленностью воздуха на поверхности

врайоне клетевых стволов, следует озеленять и асфальтировать прилегающие к стволам площадки, применять постоянное ороше­ ние подъездных путей и дорог, а также пунктов разгрузки и по-

трузки руды на резервных складах и поверхностных бункерах. Ме­ ста пылеобразования на поверхности шахты должны быть удалены

•64

пыленности окружающей атмосферы, что требует решения вопроса очистки воздуха, выбрасываемого из шахты.

Очистка может производиться гидрофильтрами за счет интен­ сивного орошения запыленного воздуха и инерционного эффекта в пылевлагоуловителе. Кроме того, такая очистка может произво­ диться непосредственно в шахте путем пропуска воздуха через ряд плотных водяных завес, устраиваемых и непрерывно работающих на вентиляционных квершлагах. Гидрофильтры могут использо­ ваться также для очистки подаваемого в шахту воздуха, подогре­ ва этого воздуха зимой и охлаждения его в жаркие летние дни.

Преимущество подачи свежего и выдачи загрязненного воздуха по специальным или вспомогательным стволам проверено на опыте целого ряда крупных отечественных и зарубежных рудников. В Криворожском бассейне для подачи свежего воздуха в течение ряда лет используется клетевой ствол шахты «Гигант» рудника им. Дзержинского; для проветривания рудника им. Кирова преду­ сматривается подавать свежий воздух по стволам, служащим толь­ ко для вентиляции или выполнения вспомогательных операций.

Для отвода загрязненного воздуха из шахт в Криворожском бассейне, Каз.ССР и на Урале используются вентиляционно-вспо­ могательные или специальные стволы. Вспомогательные стволы служат для спуска-подъема материалов и оборудования и в каче­ стве механизированных запасных выходов. Они оборудованы герме­ тичными надшахтными зданиями.

К недостатку использования стволов для выдачи загрязненного воздуха относится то, что утечки через надшахтное здание, особен­ но при работе мощных вентиляторных установок, достигают 15— 20% общей производительности вентиляторов и практически являются трудноустранимыми.

§ 3. Борьба с пылью в камерах подземных дробилок и погрузочноразгрузочных пунктах

Для осаждения и улавливания пыли широкое применение имеют водяное орошение и специальные пылеотделительные установки.

На рис. 34 изображена схема автоматического орошения руды в разгрузочной камере подземного бункера, применяемого на руд­ нике им. К. Либкнехта (Криворожский бассейн). Обеспыливание достигается с помощью воздушно-водяных оросителей, которые включаются в работу от воздействия вагонетки на концевой вы­ ключатель при вкатывании ее в опрокид. Надзор за работой авто­ матической установки осуществляет машинист опрокида.

Проведенные в шахтных условиях испытания показали, что запыленность воздуха у опрокида и в разгрузочной камере сни­ жается ниже санитарной нормы.

Для камер-дробилок, входящих в комплекс сооружений под­ земных бункеров, успешно используется также местная вытяжная вентиляция с устройством герметизирующих укрытий. Такая систе-

66

мендуется производить один раз в смену или в сутки.

На медном руднике «Оутокумпу» (Финляндия) вторичное дроб­ ление руды производят в дробилках подземных бункеров. Оба под­ земных бункера расположены вертикально и имеют овальное по­ перечное сечение размером 5,9X 8,8 ж [16]. Из нижнего бункера руду подают вибрационными питателями на два ленточных кон­ вейера шириной 1 ж, с которых руды поступает в скиповые доза­ торы.

Рис. 35. Установка для обеспыливания подземной дро­ билки

Пыль, образующаяся при дроблении руды, отсасывается из-под дробилок вентилятором и улавливается 16 мешочными фильтрами. Последние установлены в специальной камере, имеют общую вы­ соту 4 ж и диаметр 370 мм. Камера проветривается по рециркуля­ ционной схеме с подсвежением вентиляционной струи. При такой вентиляции запыленность воздуха в дробильной камере не превы­ шает 100 пылинок в 1 смг — при влажности руды 5—6%.

Для улавливания пыли на новых горизонтах в шахтах Лениногорского полиметаллического комбината применяются пылеотдели­ тельные установки, каждая из которых состоит из вентилятора, циклона типа ЛИОТ-3 с водяной пленкой, воздухоочистителя типа ВАН-К, отсасывающих зонтов и труб.

Запыленный воздух подвергают в пылеотделительной установке двукратной очистке. При проходе через циклон его очищают от

68

и основную массу воздуха направлять по главной откаточной вы­ работке.

Пыль, осевшая на почве и стенках сухих воздухоподающих выработок, при значительной скорости движения воздуха и элект­ ровозного транспорта сдувается и засоряет рудничную атмосферу. Для избежания запыления свежих вентиляционных струй рекомен­ дуется подводить воздух как можно ближе к забоям по специаль­ ным вентиляционным выработкам, не предназначенным для до­ ставки или откатки полезного ископаемого или пустых пород.

Если свежий воздух все же подается по откаточным выработ­ кам, то требуется регулярная и тщательная механизированная очистка их от осевшей пыли либо связывание ее особыми химиче­ скими составами. Для связывания осевшей в горных выработках

Рис. 37. Установка вытяжных зонтов у погрузочных люков

пыли получили применение поваренная соль и хлористый кальций, образующие твердую корку на поверхности пыли. Хорошо связы­ вает пыль также 0,3%-ный раствор полиакриламида.

Поваренная соль наносится на обрабатываемые поверхности с помощью торкрет-аппарата, для хлористого кальция и полиакри­ ламида используются специальные устройства. Обработку выра­ ботки производят на всем ее протяжении или только на отдельных участках — на погрузочных пунктах и у вентиляционных дверей. Через несколько недель после первичной обработки выработки хло­ ристым кальцием процесс повторяют.

Отечественной и зарубежной практикой установлено, что пер­ спективными и достаточно эффективными средствами сухого пыле­ улавливания являются электрофильтры и ультразвуковые пылеосадители.

Для улавливания пыли из рудничного воздуха электрофильтром используется принцип электростатического притяжения пылевых

70

частиц. Запыленный воздух проходит через фильтр, и отрицательно заряженные частицы пыли улавливаются собирательным заземлен­ ным электродом. Под фильтром расположен резервуар для сбора •осаждаемой пыли. Степень извлечения пыли из рудничного воз­ духа зависит от скорости его движения и может доходить до 99%' даже при малой начальной запыленности воздуха (до 10 жг/ж3). Об этом свидетельствует положительный двухлетний опыт успеш­ ного применения электрофильтра конструкции ИГД им. А. А. Скочинского в камере подземной дробилки рудника им. Кирова.

Действие ультразвукового пылеосадителя основано на явлении коагуляции взвешенных в воздухе тонкодисперсных частиц под дей­ ствием развивающихся гидродинамических сил, давления звуковых волн и вибрации. При этом потребность в звуковой энергии для подавления пыли составляет не менее 1—6 вт/см2.

Для каждого типа аэрозоля существует оптимальное время об­ лучения ультразвуком, соответствующее наилучшему эффекту по­ давления пыли. Промышленные установки дают удовлетворитель­ ные результаты при времени облучения не менее 10 сек. Увеличе­ ние температуры повышает скорость коагуляции.

Главными частями ультразвукового пылеосадителя являются генератор звука и коллектор для сбора оседающей пыли.

Ультразвуковые генераторы небольших размеров, работающие на пневматической энергии, могут устанавливаться непосредствен­ но на бурильных машинах для подавления образующейся пыли. Кроме того, применяется обработка звуковыми волнами запылен­ ного воздуха в камерах дробления и грохочения с последующим собиранием пыли в циклонах.

Для очистки от пыли отработанной вентиляционной струи ис­ пользуются участки вентиляционного штрека в качестве камеры для ультразвуковой обработки воздуха. Камера должна иметь длину не менее 50 ж, гладкие стенки и поперечное сечение 2 ж2 при дебите струи 600 мг]мин. Минимально возможный расход электро­ энергии на такое поперечное сечение составляет 200 кет.

§4. Подавление пыли в глухих забоях

Внастоящее время на большинстве отечественных и зарубеж­ ных рудников для борьбы с пылью в глухих забоях широко исполь­ зуется мокрое бурение и орошение водой стенок выработки и от­ битой породы. В глубоких рудниках получили применение сухие

способы пылеулавливания.

ВКузбассе нашел применение новый способ бурения шпуров

ссухим пылеулавливанием [49]. Шпуры бурят перфораторами БМП-30 по породам, содержащим до 60% свободной двуокиси кремния. Пыль отсасывается из шпура через осевую трубку, пусто­ телую буровую штангу и буровую коронку. Разрежение для отса­ сывания пыли создается пневматическим эжектором, вмонтирован­

ным в головку перфоратора.