Атмосфера подземных горных выработок, страница 14

Применение смачивающе-связывающих гигроскопических составов целесообразно при относительной влажности воздуха не менее 75–85 %.

Осланцевание горных выработок основано на искусствен­ном озолении взрывоопасной пыли инертной пылью.

Механизм действия инертной пыли при осланцевании за­висит от силы инициирующего взрыва, как правило, взрыва ме­тана. При слабом взрыве, когда скорость ударной волны относи­тельно невелика, более плотная и вязкая инертная пыль препят­ствует поднятию в воздух находящейся под ней угольной.

Если же угольная пыль находится поверх инертной, то она может перейти во взвешенное состояние и принять участие во взрыве.

При сильном инициирующем взрыве в воздух может под­няться и угольная, и породная пыль. В этих условиях воспламе­нение угольной пыли затрудняется за счет отбора части тепла инертной пылью на нагрев ее, экранирующего действия, пре­пятствуя передаче тепловой радиации от горящих частиц к бо­лее холодным, и, кроме того, затрудняет диффузию кислорода к частицам угольной пыли и отток от них продуктов пиролиза.

Тепловой поток, воспринимаемый одной частицей через соприкосновение, определяется по формуле:

  (3.4)

где λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м·K);

r – эффективный размер частиц, мкм;

Т_ср – средняя температура газов за рассматриваемый период, K;

Т_о – начальная температура инертной пыли, K.

  (3.5)

где Т – температура газов при взрыве, K;

Т_в – температура воспламенения пылевоздушной смеси, °K.

Водяные заслоны устанавливаются не ближе 75 м и не да­лее 250 м от забоев или пунктов перегрузки.

Количество воды в заслоне должно определяться из рас­чета 400 л/м² поперечного сечения выработки.

Для промышленных сортов инертной пыли радиус частиц должен быть 100 – 150 мкм.

К инертной пыли предъявляются определенные требова­ния (табл. 3.3).

Таблица 3.3

Требования к инертной пыли

Страна	Материал для изго­товления инертной пыли	Содержание горючих, %	Содержание SiO2 и других вредных примесей. %	Тонкость помола	Слеживаемость
1	2	3	4	5	6
Россия, Украина	Известняк	1	Не должна содержать других вред­ных и ядови­тых примесей	99 % проходит через сито с отверстиями 600 мкм и не менее 50 % – через сито с размером отверстия 71 мкм	Не должна слежи­ваться после пребы­вания в течение 10 сут в атмосфере со 100 % относительной влажностью

Окончание таблицы 3.3.

1	2	3	4	5	6
Польша США Велико­британия Франция Нидер­ланды	Известняк Известняк, гипс Известняк, доломит Известняк Не указан	Не должна содержать горючих веществ 5 Не указано Не указано 10	5 25 Не должна быть вредной для здоровья Не должна содержать SiO2 и вре­дить здоро­вью Не должна быть вредной для здоровья	100 % проходит че­рез сито с отвер­стиями 1000 мкм и не менее 50 % – через сито с размером отверстия 50-55 мкм 100 % проходит че­рез сито с отвер­стиями 840 мкм и не более 70 % – через сито с раз­мером от­верстия 71 мкм 50 % проходит через сито с отверстиями 250 мкм и не более 70 % – через сито с размером отверстия 60 мкм Не менее 50 % про­ходит через сито с размером отверстия 71 мкм 100 % проходит через сито с отверстиями 490 мкм и не менее 50 % – через сито с размером отверстия 71 мкм	Не должна слежи­ваться после пребы­вания во влажной ат­мосфере в течение 3 месяцев Не должна поглощать влагу в такой степени, чтобы спекаться Должна хорошо рас­сеиваться и не сли­паться после пребы­вания во влажной атмосфере Должна хорошо рас­сеиваться и не быть пароскопичной, не спекаться под влия­нием влаги Должна хорошо рас­сеиваться после пре­бывания в течение 7 суток во влажной атмосфере

Из приведенной таблицы видно, что в различных странах предъявляются свои требования, но одно требование общее – инертная пыль не должна быть вредной.

Нормы осланцевания в различных странах определяются по-разному и зависят от выхода летучих веществ. Так, в Японии нор­мы осланцевания N, %,. рассчитывают в зависимости от содер­жания в угольной пыли золы, влаги, выхода летучих веществ, фракционного состава инертной пыли, наличия в воздухе мета­на. При содержании метана до 1 % N определяется по формуле

,  (3.6)

где K – коэффициент, учитывающий фракционный состав инертной пыли;

W_t – содержание общей влаги, %;

A^d – содержание золы, %;

R – показатель, зависящий от выхода летучих.

.  (3.7)

          Для выработки с содержанием метана более 1 % опреде­ляется R':

.  (3.8)

Институтами МакНИИ и ВостНИИ предложена формула для расчета нормы осланцевания:

,  (3.9)

где D – добавка инертной пыли, %; определяется по номог­рамме (рис. 3.6);

А^Hd – содержание негорючих веществ на сухую массу, %.

Периодичность проведения осланцевания зависит от ин­тенсивности пылеотложения и определяется по формуле

, сут  (3.10)

где – коэффициент, характеризующий продолжительность защитного действия осланцевания,

можно принять равным 1;

Р – масса осевшей угольной пыли, г/(м³·сут).

,  (3.11)