Научная статья на тему 'Создание безопасных и комфортных условий труда при работе комбайнов в калийных рудниках'

Создание безопасных и комфортных условий труда при работе комбайнов в калийных рудниках Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
267
125
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Создание безопасных и комфортных условий труда при работе комбайнов в калийных рудниках»

© М.М. Сметанин, М.М. Черных, О.В. Г ребенщикова, 2007

УДК 622.411.52:622.8

М.М. Сметанин, М.М. Черных, О.В. Гребенщикова

СОЗДАНИЕ БЕЗОПАСНЫХ И КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ КОМБАЙНОВ В КАЛИЙНЫХ РУДНИКАХ

~П калийных рудниках при ведении подготовительных и

-Я-М очистных работ применяются комплексы, включающие комбайны ПК-8, “Урал-10КС”, “Урал-20КС” со щитовым ограждением забоя. Увеличение производительности комплексов влечет к возрастанию ряда производственных вредностей: повышенный уровень шума, неблагоприятные климатические условия, повышение концентрации пыли и газов.

Повышенная запыленность (табл. 1) является преобладающим неблагоприятным фактором. Установлена зависимость между количеством ингалируемой пыли и заболеванием хроническими бронхитами и воспитательно-дистрофическими изменениями слизистых поверхностей дыхательных путей у горнорабочих калийных рудников, которая возрастает с увеличением профессионального стажа.

Особо велик показатель заболеваемости гриппом, ангиной, бронхитом, атрофическим ринитом и фарингитом, т.к. растворимые компоненты пыли оказывают химическое воздействие на слизистую оболочку носоглотки и бронхов. Также распространены заболевания периферической нервной системы, кожные и глазные болезни, отклонения от норм артериального давления [1]. На калийных рудниках для обеспечения нормальных условий труда применяются нагнетательный, всасывающий и комбинированный способы проветривания подготовительных и очистных забоев [2].

Исследования вентиляции забоев при нагнетательном и всасывающем способах показали, что запыленность воздуха превышает ПДК в десятки и даже в сотни раз (табл. 1, 2).

Для нормализации воздушной среды в рабочей зоне комбайна рекомендуется комбинированная схема проветривания призабойного пространства, которая включает:

Таблица 1

Запыленность в комбайновых забоях, проветриваемых нагнетательным способом

Места замеров Температура воздуха, С Относительная влажность воздуха, % Запыленность воздуха, мг/м3 Скорость движения воздуха, м/с Примечания

У шита комбайна Рабочее место машиниста комбайна Поступающая в забой Исходящая из забоя 32,8-34,6 24.2-28,5 17,4-18,8 21.2-23,6 32-36 32-41 47-56 34-46 1270,0-1620,0 356,4-1254,4 7,2-14,8 124,6-375,5 0,15-0,48 0,24-0,96 0,21-0,58 Слева по ходу комбайна Перед ВМП

Таблица 2

Запыленность в комбайновых забоях, проветриваемых всасывающим способом

Места замеров Температура воздуха, С Относительная влажность воздуха, % Запыленность воздуха, мг/м3 Скорость движения воздуха, м/с Примечания

У щита комбайна 29,2-31,6 36-41 275,6-862,8 0,11-0,40 Слева по ходу комбайна

Рабочее место машиниста комбайна 21,2-24,8 38-51 156,2-654,4 0,10-0,36

Поступающая в забой 17,8-20,8 45-54 9,6-24,3 0,1-0,4 40 м от щита

Исходящая из забоя 23,2-24,8 32-38 367,5-1200,0 - В вентиляционной трубе

Таблица 3

Результаты анализа дисперсного состава взвешенной пыли

Место отбора Относительное содержание частиц по фракциям от суммарного

проб числа частиц в пробе воздуха, %

10 мкм 10-20 мкм 20-40 мкм 40-60 мкм 60 мкм

0,6 м от щита комбайна 91,96 5,73 91,43 0,79 0,08

2,0 м от щита комбайна 92,87 4,81 1,70 0,62 -

В зоне дыхания машиниста комбайна 92,48 4,91 1,73 0,87 -

25 м от щита комбайна 93,97 3,95 1,58 0,51 -

- подачу воздуха по непрерывно наращиваемому трубопроводу непосредственно к рабочей зоне комбайна;

- рассредоточенный выпуск воздуха через специальную тканевую насадку

- создание направленного движения воздуха в забое и изоляцию нагретого и пыленасыщенного исходящего потока от рабочей зоны.

Снижение средней запыленности воздуха на рабочем месте машиниста достигается с 518 мг/м3 до 159 мг/м3, т.е. в 3,25 раза. Температура в рабочей зоне не превышает 26 0С.

Одним из основных факторов, определяющих уровень запыленности воздуха в рабочей зоне машиниста комбайна, является относительное содержание мелкодисперсной фракции в отбитой горной массе, которая может переходить во взвешенное состояние.

Микроскопический анализ дисперсного состава взвешенной в воздухе проходческих забоев калийной пыли показал (табл. 3), что размер наиболее крупных частиц пыли не превышает 60 мкм.

Для создания безопасных и комфортных условий труда при комбайновой выемке калийной соли применяются сухие способы пылеулавливания [3].

Помимо улавливания пыли сухим способом разрабатываются мокрые способы борьбы с пылью. Для борьбы с гигроскопической пылью необходимо использовать ее естественные свойства (гигроскопичность, растворимость, способность к конденсационному и коагуляционному росту при повышенной влажности воздуха). В

калийных рудниках мокрые способы борьбы с пылью в том виде, в каком они применяются в угольных шахтах, не могут быть использованы из-за больших расходов воды на пылеподавление, хотя эффективность гидрообеспыливания в условиях калийных рудников гораздо выше, чем в угольных и рудных шахтах. Может получить высокое развитие борьба с помощью высокократной воздушно-механической пены, так как имеет ряд преимуществ: большую площадь контакта пены с разрушенной горной массой, высокую смачивающую способность, относительно малые расходы воды при высокой эффективности пылеподавления. Для борьбы с калийной пылью воздушно-механическая пена впервые была применена на 1 руднике ПО Беларуськалий. Эффективность достигала 92-97 %. В комбайновых забоях применялся пар низких параметров, как способ борьбы с пылью. В результате исследований установлено, что фактический расход воды в виде пара значительно ниже, чем при любых других способах гидрообеспыливания. Проведенные ППИ опытнопромышленные испытания системы пылеподавления паром (СПП-1) на комбайне “Урал-20КС” показали ее высокую эффективность (до 97,6 %). В Санкт-Петербургском государственном горном институте разработана система пылеподавления паром. Пар получается с помощью электродного парогенератора, отличающегося малой инерционностью, небольшими габаритами, массой и высокой производительностью.

Рекомендуются следующие схемы выпуски пара для пылепо-давления.

При свободной площади сечения выработки 8-10 м2 (комбайны ПК-8, “Урал-10КС”) максимальный эффект достигается при выпуске пара непосредственно в призабойную часть перед щитом со стороны расположения нагнетательного трубопровода на высоте 0,5-0,7 м от почвы. При такой схеме выпуска пар, подчиняясь конвективным силам, поднимается к кровле выработки, проходит над конвейером комбайна и, охлаждаясь,

Таблица 4

Расход воды на пылеподавление при различных способах гидрообеспыливания

Тип комбайна

Расход воды на гидрообеспыливание

механическое, л/мин орошение форсунками пневматического типа, л/мин ПГО, л/мин водовоздушное души-рование, л/мин воздушномеханическая пена, л/мин

“Урал-20КС” 12,2 4,86 3,1 2,97 6,75

“Урал-10КС” 12,2 2,46 3,1 1,34 6,75

ПК-8 11,7 18,7 7,8 0,84 6,50

Таблица 5

Расход воды для пылеподавления паром при работе комбайнов

Расход воды на пылеподавление паром низких параметров

Тип комбайна Минутная производительность комбайна, т/мин Расход воды

л/мин на 1 т руды м3 на 200 м выработки

ПК-8 2,50 1,10 0,42 1,5

“Урал-10КС” 2,50 1,25 0,42 1,77

“Урал-20КС” 3,50 1,45 0,42 3,54

Таблица 6

Характеристика средств и способов борьбы с пылью в комбайновых забоях калийных рудников

Способы и средства борьбы с пылью (разработ- Эффективность подавления Основные эксплуатационные и конструк-

чик) пыли/кратность снижения за- тивные недостатки

пыленности

1. Сухое пылеулавливание

1.1. Рукавные фильтры с принудительной разгрузкой уловленной пыли 70-92 % / - Недостаточная производительность вентиляторов пылеотсоса, высокая остаточная запыленность воздуха, ограниченный спектр всасывания.

1.2. То же с автоматической разгрузкой уловленной пыли (БФВНИИГ) 80-94 % / - То же

1.3. Отсос пыли из призабойного пространства и отвод запыленного воздуха за пределы выработки (участка) 86-94 % / - Загрязнение воздушной среды за пределами выработки(участка). Ограниченные условия применения.

2. Мокрое обеспыливание

2.1. Пылеулавливающие установки типа “Ро-товент”- ФРГ, “Страта”- США, “МРДЕ”- Великобритания 91-98 % Повышенные расходы воды на очистку воздуха в системах пылеулавливания.

2.2. Орошение форсунками механического действия 90,0-92,9 % Повышенные расходы воды(2,8-4,5 л/т). Низкая эффективность пылеподавления.

2.3. Водовоздушное душирование и водооз-душные завесы (ППИ) 92-96 % То же(0,6-2,1 л/т). Высокая остаточная запыленность воздуха на рабочем месте (32 мг/м).

3. Обеспыливающее проветривание нагнетательный способ всасывающий способ комбинированный способ 40-52 % 46-60 % 56-80 % Низкая эффективность при естественной влажности воздуха и высоких уров-нях концентрации пыли в “свежей” струе.

4. Конденсационный способ пылеподавления До 99 % при различных тех- Повышенные требования к культуре на-

опускается с противоположной стороны, полностью изолируя свободное пространство около щита.

При большей площади свободного сечения выработки (“Урал-20КС”) более рациональным является выпуск пара за оградительный щит в нижней его части в зоне работы бермовых фрез. Кроме того, при любой схеме разводки пара обязательна подача его к пунктам погрузки руды в бункер-перегружатель и самоходный вагон [2].

Расход воды при различных способах мокрого пылеподавле-ния приведен в табл. 4 и 5.

Исследование средств и способов пылеподавления в итоге показывает (табл. 6), что наиболее применяемыми для создания безопасных комфортных условий труда в калийных рудниках при механизированной отбойке руды являются мокрые способы пылепо-давления: использование пара низких параметров, мелкодисперсное орошение, водовоздушное душирование.

----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аэрология калийных рудников./ Медведев И.И., Красноштейн А.Е.- Сверд-ловск,і990. - C. 250.

2. Способ обеспыливания и проветривания забоя проходческого комбайна с ограждающим щитом./ Сметанин М.М., Озерной И.П., Дейнис А.Г.-А.С.№і64044і, і990.

3. Руководство по проектированию способов и средств борьбы с пылью на рудниках соляных месторождений Республики Беларусь / И.И.Медведев, М.М. Сметанин, И.П.Озерной и др. - Минск,і995. - C. і60.

— Коротко об авторах ----------------------------------------------

Сметанин М.М. - профессор, доктор технических наук,

Черных М.М. - студентка IV курса факультета освоения подземного пространства,

Гребенщикова О.В. - студентка IV курса факультета освоения подземного пространства,

Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.