CC BY
6
УДК 613.633 : 622.222 + 628.511.12 : 622.222
МЕРОПРИЯТИЯ ПО БОРЬБЕ С ПЫЛЬЮ ПРИ ПРОХОДКЕ
ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ ШАХТ
Канд. мед. наук А. М. Шевченко, горные инженеры
А. П. Бажан, Л. С. Парфененко
Криворожский институт гигиены труда и профзаболеваний и Украинский институт организации и механизации шахтного строительства (Криворожский филиал)
До сих пор фактически не существует комплекса противопылевых мероприятий для строящихся вертикальных стволов. В связи с этим Криворожским институтом гигиены труда и профзаболеваний совместно с Криворожским филиалом УкрНИИОМШС проведена работа по детальному изучению пылевого фактора при различных производственных процессах в забоях вертикальных стволов шахт и разработке противопылевых мероприятий.
Исследования проводили при проходке стволов диаметром 6—7,1 м по породам крепостью от 3 до 18 баллов по шкале Протодьяконова. Каждый ствол обслуживался 2 подъемными машинами (2-БМ-3000, БМ-3000 или БМ-2Х4Х1,8) с самоопрокидывающимися бадьями 1,5 и 2 м3.
Операции по уборке породы и креплению осуществляются с помощью двухэтажного подвесного полка и призабойной металлической опалубки высотой 3 м или проходческого комплекса КС-2М. Породу грузят в бадьи пневмопогрузчиками КС-3. Приток воды в забое составляет от 6 до 12 м31час. Если для подачи бетона установлены специальные трубы, уборка породы и бетонирование совмещаются во времени. При подаче бетона для крепления бадьями операции проходческого цикла выполняются последовательно. Шпуры в забое бурит с помощью перфораторов ПР-35 бригада проходчиков, состоящая из 10—20 человек. Для взрывания используют электродетонаторы и скальный аммонит.
В рабочем положении нижний этаж полка находится на расстоянии 8—12 м от груди забоя. Воздух для проветривания нагнетает в ствол двуступспчатый вентилятор, диаметр рабочего колеса которого 1,2 м.
Основными источниками пылеобразования при проходке пертикаль-ных стволов являются буровые работы, занимающие значительное количество времени (40—50%). Ввиду того что забой ствола покрыт водой, предполагалось, что пылеобразование в стволе при бурении практически отсутствует, и организованная подача воды в шпур считалась излишней.
При проходке ствола шахты «Южная-Вентиляционная» средняя запыленность воздуха в забое ствола при бурении составляет 19,3 мг/м3, а максимальная может достигать 84,5 мг/м3. Наиболее часто встречается запыленность 8—20 мг/м3. При проходке ствола шахты «Новая-Северная» запыленность воздуха в забое при бурении еще более высока: средняя 29,8 мг/м3, а максимальная 80,5 мг/м3. При проходке ствола шахты «Новая-Северная» запыленность воздуха в забое при бурении еще более высока: средняя 29,8 мг/м3, а максимальная
80,5 мг/м*.
Процесс бурения сопровождается высокой запыленностью не только непосредственно в забое, но и на рабочем полке. В стволе шахты «Южная-Вентиляционная» при расположении полка в 10 м от забоя запыленность воздуха достигала 30 мг/м3, а средняя составляла 8,3 мг/м3.
Более высокое расположение полка при указанном процессе в стволе шахты «Новая-Северная» не обеспечивало снижения запыленности, и она соответственно составляла 21,0—10,8 мг/м3. Пыль распространяется восходящими токами воздуха по всему пространству ствола, о чем свидетельствует уровень запыленности под нулевой рамой. В стволе шахты «Южная-Вентиляционная» максимальная запыленность под нулевой рамой равнялась 3,8 мг/м3, средняя—2,86 мг/м3, в стволе шахты «Новая-Северная» максимальная — 3,6 мг/м3, средняя—1,9 мг/м3.
Другой пылеобразующий процесс заключается в уборке породы. Количество пыли при этом сравнительно невелико и в среднем составляет на обоих стволах в забое 4,4 мг/м3. На рабочем месте сигналиста у устья ствола количество пыли в среднем не превышает предельно допустимой концентрации. Измерение количества пыли у всаса вентиляционной установки показало, что в большинстве случаев подаваемый в ствол воздух содержит пыли больше, чем допускается санитарным законодательством. Размер до 1,4 мк имеет 88,3—96,4% пылевых частиц. Это объясняется быстрым выпадением из воздушной среды более крупных пылевых частиц в результате естественного орошения воздуха грунтовыми водами. Химический анализ витающей пыли показал, что в пыли ствола шахты «Южная-Вентиляционная» содержится
9,93% кварца, 21,96% общей БЮг, 8,35% железа, а в пыли ствола шахты «Новая-Северная»— 4,76% кварца, 18,04% общей 5Ю2 7,34% железа.
В обоих обследованных стволах проветривание осуществляется нагнетательным способом с помощью осевых вентиляторов. Графиков работы вентиляторов на обследованных стволах нет, и режим работы случайный. Вентиляторы включаются или выключаются по сигналу рабочего полка или рабочих забоев произвольно. Результаты измерений показали наличие больших потерь воздуха: например, на шахте «Южная-Вентиляционная» 308 м3/мин, на шахте «Новая-Северная 654 м3/мин.
Анализ проб воздуха показывает, что наименьшая запыленность воздуха при бурении шпуров и уборке породы наблюдалась, когда конец вентиляционного трубопровода отстоял от забоя на 8—10 м. Поэтому для поддержания расстояния конца трубопровода до забоя в указанных пределах предлагается применить подвижной вентиляционный трубопровод (см. рисунок). Подвижной трубопровод подвешивается на канате и перемещается внутри постоянного воздухопровода с помощью лебедки, установленной на поверхности. Перед взрывом в забое подвижной трубопровод втягивается лебедкой в постоянный трубопровод, последнее зве-. но которого оканчивается на взрывобезопасном расстоянии (30—40 м).
Относительно большая запыленность воздуха, нагнетаемого в ствол, в известной мере увеличивает запыленность воздуха на рабочем полке и в забое ствола как при бурении шпуров, так и при уборке породы. Отсюда вытекает необходимость введения ряда мер (орошение дорог, озеленение и др.) для обеспечения пылеподавления на строительной площадке.
Интенсивность пылеобразования при бурении определяется как конструкцией бурового инструмента, так и способом промывки шпуров при бурении. Интенсивность пылеобразования оценивали при бурении направленных вертикально вниз шпуров в лабораторных условиях с заливкой воды через устье шпура и с осевой промывкой. За показатель интенсивности пылеобразования приняли количество пыли (в мил-
Подвижной вентиляционный трубопровод.
1 — уплотнительный конус;
2 — накладка; 3 — конус; 4— труба; 5 — хомут; 6 — канат;
7 — кольцо уплотнительное.
лиграммах), осевшей на фильтре за минуту бурения. Данные результатов измерения интенсивности пылеобразования представлены в таблице.
Как видно из таблицы, наименьшая .интенсивность пылеобразования наблюдается при бурении с промывкой. В то же время борьба с пыле-образованием при бурении почти на всех проходках стволов Криворожского бассейна осуществляется путем заливки в шпур из шланга через его устье. Такой способ борьбы с пылью неэффективен. Вместе с тем при организации нормализованного режима промывки при боковой или осевой подаче промывочной воды в первую очередь возникает проблема поддержания постоянства давления воды у перфоратора. Это давление непрерывно и сравнительно быстро возрастает по мере углубления ствола шахты (имеется в виду подача на промывку с поверхности воды питьевого качества). Для устранения этого явления мы предложили редукционный вентиль для понижения давления воды. Несколько экземпляров таких вентилей изготовлено рудоремонтным заводом треста «Кривбассшахтопроходка» и успешно эксплуатируется на шахтах.
Выводы
• .
1. При проходке вертикальных стволов шахт, несмотря на интенсивный капеж и значительные притоки воды, покрывающей большую часть буримых шпуров, и применение заливки непокрытых водой шпуров, запыленность при бурении очень высокая.
Бурение в стволах необходимо производить только с нормализованной промывкой. Целесообразно применять для бурения в стволах шпуров диаметром 40 мм коронки КО-40 и для бурения шпуров диаметром 52 мм — коронки АК-22 и КД-52 как обеспечивающие минимальное пылевыделение.
2. Недостаточно используется проветривание ствола вследствие больших утечек через неплотности вентиляционного трубопровода.
Для максимального использования противопылевой эффективности проветривания необходимо: а) внедрить в практику соединения отдельных звеньев трубопровода, обеспечивающие 100% герметизацию при жестком закреплении ствола; б) поддерживать расстояние конца вентиляционного трубопровода до груди забоя в пределах 8—10 м (при помощи подвижного трубопровода); в) установить согласованный с производственными процессами график работы вентилятора.
3. Считать необходимым проектирование асфальтирования, озеленения и орошения строительной площадки до начала проходческих работ.
Поступила 2/111 1963 гч
Результаты измерения показателя интенсивности
пылеобразования (мг/мин)
Наименование коронок Показатель интенсивности пылеобразования при бурении с промывкой Показатель интенсивности пылеобразова -ния при заливке воды через устье шпура
средняя макси-мальная минимальная средняя К I а £ Я и Д * Ч сс ГС 25 минимальная
Коронки
диаметром 40 мм
АК-19......... 5,1 6,4 4,3 8,1 22,0 1,0
КД-40......... 1,6 2,3 0,3 5,5 9,0 1,6
АКП (малые отверстия) 2,0 8,3 0,4 1,7 2,4 0,8
АКП (большие отверстия) 0,95 3,1 0,1 7,2 10,2 0,4
К0-40......... 0,9 1,9 0,3 3,6 6,3 1,0
Кор О н к и
диаметром 52 мм
КД-52......... 2,3 2,6 2,0 2,7 7,2 0,6
К-52......... 6,0 10,4 0,6 3,5 9,6 0,8
АК-22......... 2,0 2,2 1,8 1,8 2,6 1,0
