Технология отработки пласта выемочного участка шахты (стр. 19 из 20)
Расчет орошения производят из условия полного перекрытия факелом диспергированной воды источников пылеобразовапия и необходимого давления. Исходя из удельного расхода жидкости рассчитываем необходимое количество жидкости по формуле:
, м3, (125)где А - производительность горных машин, т/мин.
Требуемое число оросителей:
, шт, (126)где qI— производительность форсунки, л/мин;
Для орошения применяют воду, отвечающую требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». При отсутствии питьевой воды допускается по согласованию с органами санитарного надзора применение воды, не содержащей вредных и трудноустранимых примесей, при условии ее предварительной очистки.
Для осаждения взвешенной в воздухе пыли применяют также туман, создаваемый специальными установками - туманообразователями типа ТК-1, ТЗ-1, Т-1, ТУ-6 и ВВРШ. Осаждение пыли происходит в результате конденсации паров воды па поверхности частиц пыли и соударения тончайших капелек с частицами пыли, их коагуляции, утяжеления и осаждения из воздуха. Эффективность пылеподавления туманообразователями достигает 90 % и выше при давлении воды 0,1-0,5 МПа и сжатого воздуха 0,3-0,6 МПа и расходах воды 3-40 л/мин и сжатого воздуха 0,3-3 м3/ мин.
В настоящее время ведут значительные научно-исследовательские и производственно-экспериментальные работы по созданию систем сухого пылеулавливания.
В угольных шахтах применяют следующие способы пылеулавливания:
а) отсос запыленного воздуха от места пылеобразования, отвод и выброс его без очистки вдали от рабочих мест;
б) отсос запыленного воздуха из-под укрытий источников пылеобразования с последующей очисткой его в специальных устройствах и отсос запыленного воздуха высокопроизводительными установками с очисткой его в специальных камерах.
В горной промышленности применяют пылемаслоулавливающую систему при работе перфораторов и самоходных буровых установок, при проходке восстающих и в камерах дробления горной массы.
Отсос запыленного воздуха в очистном забое осуществляют передвижной, встроенной в комбайн пылеулавливающей установкой и установкой, расположенной на вентиляционном штреке.
Максимальную эффективность улавливания пыли достигают при расположении воздухозаборного патрубка на расстоянии 1—1,5 м от источника пылеобразования. Эффективность улавливания пыли для выемочных комбайнов рассчитывают по формуле:
, (127)где
- коэффициент, учитывающий тип комбайна, мощность вынимаемого пласта и конструкцию воздухозаборного патрубка (2,5 - для пластов мощностью более 2,5 м и разнесенных исполнительных органов; 10 - для комбайнов с вертикальным барабаном, работающих на пластах мощностью до 1,5 м); 
- кратность отсоса (отношение количества отсасываемого воздуха к количеству поступающего).Эффективность пылеулавливания значительно зависит от кратности отсоса. Необходимо, чтобы кратность отсоса 0,4.
При разработке пластов мощностью более 1,5 м следует предусматривать укрытие мест пылеобразования и отсос запыленного воздуха из-под укрытия. Чрезвычайно важно соблюдать условие взрывобезопасности под укрытием.
Для исключения выхода запыленного воздуха из-под укрытия в забой необходимо обеспечить разрежение под укрытием, равное 5-15 Па.
Воздух, исходящий из очистного забоя, очищают специальными пылеулавливающими установками ППУ-6 и АПУ-К, расположенными и вентиляционном штреке в специальных нишах, коэффициент очистки которых достигает 0,98.
Пылеулавливание в механизированных подготовительных забоях осуществляют путем локализации источников пылеобразования.
В настоящее время используют пылеулавливающие установки для очистных комбайнов, которые обеспечивают высокую эффективность пылеулавливания до 0,96 %. Для проходческих комбайнов применяют пылеулавливающие установки ППУ-2, АПУ-425, АПУ-265 и ППУ-4, обеспечивающие коэффициент очистки 0,99.
В качестве пылеотделителей используют установки П-14М, П.17М, АПУ и ПГ-150. В ФРГ разработан и применяется мокрый инерционный пылеотделитель типа «Рото-Вент», работающий под разрежением. Для повышения эффективности пылеотделения перед инерционным пылеотделителем устанавливают коагулятор (труба Вентури). Коэффициент очистки воздуха от пыли данной установки достигает 0,99.
Образование пыли на рудных шахтах предотвращают путем применения комплекса протипопылевых мероприятий.
4.5 Применение пены
Эффективное пылеподавление осуществляют при применении химической пены. Суть метода заключается в том, что при подаче пены в места пылеобразования она растекается по поверхности горной массы, смешивается с ней и интенсивно разрушается.
Образующаяся при этом жидкость смачивает горную массу и предотвращает переход пыли во взвешенное состояние. Пена создает большую поверхность взаимодействия жидкости с горной массой и способствует эффективному подавлению тонких фракций пыли и экранированию очагов пылеобразования.
Сама пена представляет собой дисперсную систему, состоящую из пузырьков газа, разделенных пленками жидкости, которые в совокупности образуют пленочный каркас, являющийся основой пены. Структура пены определяется соотношением объемов газа и жидкости Основными параметрами пены являются кратность, стойкость и дисперсность.
Кратность пены - это отношение объема пены к объему раствора, необходимого для ее образования.
Стойкость пены - время существования пузырьков пены или определенного ее объема
Дисперсность пены - средний размер пузырька.
В зависимости от типа машины, схемы проветривания и скорости движения воздуха и дисперсности образующейся пыли применяется пена малой (20-50), средней (50-250) и большой (более 300) кратности.
Целесообразно иметь пену высокой кратности.
Для приготовления пены при концентрации раствора 2 % применяют поверхностно-активные вещество ДБ, 1 % - ПО-12; 0,1 % - КБС.
Пену получают с помощью пеногенераторов и пеностволов.
В пеностволах типа УПН пена образуется за счет распыления жидкости и эжекции воздуха. При этом происходит смешивание воздуха и жидкости о образованием пузырьков пены. Пеностволы позволяют получать пену малой кратности.
Принцип работы пеногенератора заключается в том, что на сетку, смоченную раствором, подается воздух. Для устойчивого получения пены необходимо обеспечить равномерную и беспрерывную подачу пенообразующей жидкости на сетку Кратность пены зависит от размеров ячеек сетки. Чем меньше этот размер, тем выше кратность пены.
Для получения пены большой кратности применяют пеногенераторы типа ПГВ, в которых воздух к сетке подводится по специальному трубопроводу.
Для доставки пенообразователя на участки применяют утепленные герметичные цистерны, с тем чтобы обеспечить температуру жидкости в пределах 10-30 °С.
Комплекс противопылевых мероприятий, основанный на применении жидкости, наряду с положительными сторонами имеет и ряд недостатков. Так, гидрообеспыливание приводит к повышению влажности горной массы, что не всегда допускается, увеличению влажности воздуха и обводнению забоев.
В ряде случаев вода резко ухудшает состояние пород.
4.6 Борьба с пылью при бурении шпуров или скважин
При бурении шпуров и скважин основным способом борьбы с пылеобразованием является промывка, осуществляемая путем подачи воды или водных растворов ПАВ в забой или скважину. В момент удара режущего инструмента жидкость обволакивает отделяющиеся куски породы и смачивает их, что и предопределяет снижение выхода пыли. Расход жидкости при этом составляет 5- 6 л/мин. Для того чтобы не происходило сдувание шлама и не образовывалась пыль, предусматривается специальное устройство для направленного отвода отработавшего сжатого воздуха.
Для предотвращения поступления пыли в забой при работе перфораторов ПТ-36М, ПК-60 и самоходных буровых установок используют систему пылемаслоулавливания СПМУ-2, с помощью которой достигается очистка воздуха от пыли до 90 % и более.
Во время работы пылеулавливающего устройства исключается поступление пыли в забой восстающего и улучшаются условия труда.
4.7 Борьба с пылью при погрузке и транспортировке
При уборке горной массы применяют увлажнение взорванной массы, а при работе погрузочных средств - орошение. При скреперной доставке горной массы наряду с подачей свежего воздуха к месту машиниста скреперной лебедки, что предотвращает распространение пыли в зону дыхания рабочих, используют автоматизированную систему орошения. Применение орошения в комплексе с вентиляцией позволяет достичь санитарной нормы содержания пыли в воздухе.
Борьбу с пылью при перегрузке горной массы на опрокидах и дроблении ее осуществляют с помощью орошения и пылеотсоса. Для этих целей сооружают специальную систему пылеотсоса, а для очистки отсасываемого воздуха от пыли чаще всего используют электро- и матерчатые фильтры, которые монтируют в специальных, камерах.
Степень очистки воздуха от пыли при этом достигает 98-99 %.
Тканевые фильтры сравнительно быстро засоряются, возрастает их аэродинамическое сопротивление, что приводит к повышению расхода энергии. Поэтому электрофильтры предпочтительнее, и они находят все более широкое применение.
4.8 Борьба с пылью с помощью вентиляции
Вентиляция предусматривает вынос пыли из забоя и разжижение пылевого аэрозоля поступающим свежим воздухом.
Для использования вентиляции в качестве пылезащитного средства рекомендуют принимать следующие оптимальные скорости движения воздуха по пылевому фактору: в подготовительных выработках 0,4-0,7 м/с; в очистных забоях 1-3 м/с.