1. Меры, предотвращающие выделение пыли и позволяющие снизить пылепоступление в атмосферу горных выработок, – применение новой технологии ведения горных работ, машин и механизмов, исключающих пылеобразование; предварительное смачивание в массиве тектонической пыли в трещинах и порах (предварительное увлажнение угольного массива); связывание пыли, осевшей в горных выработках; орошение мест пылеобразования; отсос пыли от мест ее образования; периодическая очистка от пыли горных выработок, расположение скиповых подъемов в стволах с исходящей струей; эффективное проветривание и т. д.
2. Меры, препятствующие появлению источников воспламенения угольной пыли. К ним относятся все меры газового режима, препятствующие появлению источников воспламенения рудничного газа; применение предохранительных взрывчатых веществ и средств взрывания, электровзрывания, взрывобезопасного электрооборудования, предохранительных рудничных светильников; запрещение открытого огня и курения.
3. Меры по локализации и подавлению уже возникших взрывов. Это достигается установкой сланцевых и водяных заслонов, осланцеванием пыли в горных выработках.
Рассмотрим более подробно связывание пыли в горных выработках.
Связывание осевшей пыли может осуществляться орошением отложившейся пыли растворами смачивателей; способом “соляной корки”; мокрым осланцеванием; связыванием пыли смачивающе-связывающими гигроскопическими составами.
Физическая сущность связывания осевшей пыли заключается в скреплении частиц осевшей пыли между собой с образованием пылевых агрегатов, а также скреплении пыли с поверхностью выработок до состояния неподвижного слоя. Высокая эффективность связывания пыли достигается лишь при полном смачивании пылинок.
По мере испарения влаги надежность связывания пыли уменьшается. Продолжительность защитного действия орошения зависит от количества влаги, удерживаемой орошаемой поверхностью, и интенсивности испарения. Минимально допустимая внешняя влажность осевшей угольной пыли должна быть: на стенках и кровле выработки – не менее 17 %, на почве – не менее 12 %.
Способ “соляной корки” заключается в том, что стенки и почва выработки покрываются слоем поваренной соли, периодически увлажняемым водой. При увлажнении часть хлористого натрия переходит в раствор. На орошенную поверхность слоя соли оседает угольная пыль, которая связывается благодаря выкристаллизации хлористого натрия поверх слоя пыли. Кристаллы соли, выделяясь без примеси, образуют “соляную корку”. После прекращения выкристаллизации соляной слой снова увлажняют и процесс связывания пыли возобновляется.
Установлено, что данный способ может применяться при относительной влажности воздуха 55–75 %. При более высокой влажности хлористый натрий не выкристаллизовывается из растворов, а при низкой – сравнительно быстро высыхает, и поэтому необходимо частое орошение.
Мокрое осланцевание горных выработок заключается в механическом смешивании инертной пыли с водой и нанесении на стенки выработок полученной смеси в соотношении 1:0,6. Этот способ весьма трудоемкий и не находит применения.
Применение смачивающе-связывающего гигроскопического состава целесообразно при понижении упругости водяных паров над раствором этих веществ в сравнении с упругостью водяных паров в воздухе выработки. Влага из воздуха улавливается до тех пор, пока не достигается равновесие. Эффективную концентрацию СаС1 можно принять 25–35 %.
Эффективность связывания осевшей пыли определяется коэффициентом эффективности связывания Kсв, который зависит от количества отложившейся пыли δотл и концентрации метана в воздухе выработки. Значения Kсвмогут быть определены по графику (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Зависимость коэффициента эффективности связывания пыли Кт раствором хлорида кальция и смачивателя ДБ от нижнего предела взрываемости отложившейся угольной пыли δотл:
1 – при отсутствии в выработке метана; 2 – при 1 % СН4;
Pt = 200 г/(м3·сут)
где Псв– периодичность нанесения раствора, сут;
Поб – периодичность обмывки, сут.
Для улучшения связывания пыли в ряде стран применяются различные эмульсии. Так, в Великобритании применяют “битуланд”, состоящий из тяжелых углеводородов (15–20 %), масла, получаемого при переработке шотландских горючих сланцев (30–35 %), смачивателя – продукта омыления олеиновой кислоты едким натрием (1–2 %) и воды (48–49 %). В США выпускается эмульсия DCZ–1803, содержащая 37,5 % полимера метакрилата и воды.
Донгипроуглемаш совместно с МакНИИ разработал типовой склад для приема, хранения и приготовления растворов хлорида кальция и смачивателя, а также загрузки специальных контейнеров или шахтных вагонеток, который может быть вместимостью 125 и 50 м3.
Для нанесения раствора на поверхность выработок смачивающе-связывающих растворов применяется агрегат АП-1. За одну заправку можно обработать 6300 м2 выработки в течение 20 мин. Раствор равномерно покрывает поверхность выработки.
В вентиляционных выработках с высокой интенсивностью пылеотложения целесообразно применять связывание пыли с помощью туманообразующих завес. Туман заполняет все сечение выработки, смешивается с потоком запыленного воздуха. Вода, вступая в контакт с частицами пыли, коагулирует с ними, утяжеляются агрегаты и осаждаются. За счет физико-химических сил сцепления скрепляются с поверхностью стенок выработки.
МакНИИ на основании исследований подобраны эффективные и недорогие смачивающе-связывающие гигроскопические смеси. Для лучшего смачивания угольной пыли к растворам добавляется 1–2 % по массе смачивателя ДБ. Оптимальная концентрация хлористого кальция и смачивателя устанавливается в зависимости от относительной влажности воздуха (табл. 3.2).
Таблица 3.2
Зависимость концентрации хлористого кальция и смачивателя от относительной влажности воздуха
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.