51.Заболевания, вызываемые при вдыхании угольной и породной пыли. Мероприятия по борьбе с пылью, как с профессиональной вредностью. Противопылевые респираторы

Вдыхание угольной и породной пыли вызывают заболевания под общим названием пневмокониозы. Вдыхание угольной пыли вызывает – антракоз, а вдыхание породной – силикоз.

Антракоз может развиться за 10 – 12 лет работы, а силикоз за 5 – 8 лет работы.

Профессиональную вредность представляет пыль с размерами от 2 до 10 мкм, а особенно меньше 2 мкм.

Нормы содержания пыли в шахтном воздухе:

1.Пыль породная, угольно – породная содержащая SiO2 от 10 до 70% - норма 2 мг/м³

2.Пыль угольно-породная, угольная содержащая SiO2 от 5 до 10% - норма 4 мг/м³

3.Пыль антрацита, содержащая SiO2 до 5% - норма 6 мг/м³

4.Пыль каменных углей, содержащая SiO2 до 5% - норма 10 мг/м³

Профессиональную ведомость по заболеванию силикозом представляет пыль содержащая SiO2 больше 10%.

В местах, где горнотехническими мероприятиями невозможно снизить запылённость до санитарных норм должны применяться респираторы:

1. Астра – 2 при запылённости до 230 мг/м³

2. Ф – 62 Ш при запылённости до 320 мг/ м³

3. У – 2К при запылённости до 320 мг/ м³

4. ШБ – 1 (лепесток) при запылённости 110 мг/ м³

5. ПРШ – 741 при запылённости 930 мг/ м³

6. ПРШ – 742 при запылённости 1850 мг/ м³

7. Пульс – М при запылённости до 500 мг/ м³

8. Пульс – Кпри запылённости до 1000 мг/ м³.

Предварительное увлажнение угля в массиве

Предварительное увлажнение угля в массиве должно применяться при ведении очистных работ, а также при проведении выработок комбайнами избирательного действия по пластам средней мощности.

Допускается с разрешения Госпромнадзора по заключению МакНИИ или ЭТЦ не применять предварительное увлажнение при влажности угля 12% и более, при условии поддержания запыленности воздуха с помощью других противопылевых мероприятий в пределах ПДК, если нагнетание воды в пласт приводит к ухудшению условий труда и снижает безопасность ведения горных работ (например, происходит обрушение кровли или размокание почвы), или если производство работ по бурению скважин или шпуров для предварительного увлажнения угля в массиве и нагнетание в них воды невозможно по горно-геологическим или горнотехническим условиям (например, невозможно выполнить бурение шпуров или скважин на необходимую глубину или пласт «воду не принимает»).

Нагнетание воды в пласт в очистных выработках должно производиться, как правило, через длинные скважины, пробуренные из подготовительных выработок параллельно забою лавы Увлажнение по такой схеме применяют при столбовой системе разработки, опережении хотя бы одной из подготовительных выработок забоя лавы при сплошной системе разработки и при щитовой выемке крутых пластов. Скважины для нагнетания воды могут быть пробурены из одной или навстречу из двух выработок. В щитовых лавах нагнетание воды должно производиться в подготавливаемую к выемке полосу угля (рис.5.2).

Д

Рис. 51.1. Технологические схемы нагнетания воды из подготовительных выработок в очистных забоях пологих пластов (а) и при щитовой выемке на крутых пластах (б)

1 - вентиль; 2 - фильтр штрековый; 3 - дозатор смачивателя; 4 - расходомер; 5 - насосная установка высоконапорная; 6 - штрековый трубопровод; 7 - герметизатор; 8 - буровой станок

лина скважин принимается из условия обеспечения увлажнения угля по всей длине лавы и исключение порыва воды в подготовительную выработку, а при бурении скважин из двух выработок навстречу в соседнюю скважину

l_c =L_л - l_г, м или l_c = 0,5L_л - l_г, м,

где L_л - длина лавы, м; l_г - глубина герметизации скважин, м.

Глубина герметизации скважины должна перекрывать протяженность разгружающего влияния выработки и принимается l_г = 10-15 м.

Расстояние между скважинами принимается равным двойной длине герметизации скважин l_р = 2l_г, м.

Расстояние между первой скважиной и плоскостью забоя на момент начала бурения рассчитывается по зависимости

L₁ = (T_б+ T_нV)+15, м,

где L_: - расстояние между первой скважиной и плоскостью забоя, м; T_б и T_н - соответственно продолжительность бурения скважины и нагнетания в нее воды, сут; V - средняя скорость подвигания очистного забоя, м/сут.

В случае отсутствия необходимого опережения подготовительной выработкой очистного забоя, а также при сложной гипсометрии пласта, наличия тектонических нарушений или невозможности обеспечения направленного бурения скважин на всю высоту этажа нагнетание воды в пласт может производиться через шпуры или короткие скважины, пробуренные из очистной выработки (рис. 51.2)

Д лина шпуров (скважин), пробуренных из очистной выработки, составляет в прямолинейных забоях 1,8-10 м, в уступных - более половины его длины и должна быть кратной циклам выемки угляl_c(ш) = l_г +nl_ц, м,

Рис.51.2. Технологическая схема нагнетания воды в пласт через шпуры (короткие скважины) в прямолинейном забое

1 - злектросверло; 2 - герметизатор; 3 - забойный водопровод; 4 - установка насосная; 5 - расходомер; 6 - дозатор смачивателя; 7 - фильтр штрековый; 8 - . вентили; 9 - штрековый трубопровод

где l_г - глубина герметизации шпуров или скважин, м (должна производиться за зоной опорного давления и принимается в прямолинейных забоях не менее 1 м, в уступных - не менее половины его длины); l_ц, - глубина выемки угля за один цикл, м; n - число циклов выемки.

Расстояние между скважинами принимается равным двойной длине герметизации скважин l_р = 2l_г, м.

Скважины (шпуры) располагают посередине мощности пласта, а на пластах сложного строения по самой прочной пачке угля. Если кровля или почва пласта теряет устойчивость при увлажнении, то шпуры (скважины) располагают от них на расстоянии 2/3 мощности пласта.

При проведении подготовительных выработок комбайнами увлажнение угля в массиве должно производиться через скважину, пробуренную в средней части выработки посередине мощности пласта (или пачки пласта с наиболее крепким углем).

Длина скважины принимается кратной величине суточного подвигания забоя, а глубина герметизации - равной половине ширины выработки

l_c(ш) = l_г +nl_п, м,

где l_п величины суточного подвигания забоя, м,.

Нагнетание воды в пласт должно осуществляться с помощью высоконапорной насосной установки. При этом максимальное давление нагнетаемой в пласт воды должно приниматься на 20-30% ниже величины, при которой происходит гидроразрыв пласта. Расчет давление воды производится по формуле

Р = 0,014К_мН, МПа,

где К_м- коэффициент влияния степени метаморфизма угля пласта, значения которого находятся в пределах 1,2 - 2,6; Н- глубина ведения горных работ, м.

Надрабатываемые или подрабатываемые угольные пласты могут увлажняться от пожарно-оросительного трубопровода при давлении 1,5 - 3,0 МПа. Если при нагнетании жидкости в пласт от пожарно-оросительного трубопровода в течение 1-2 суток не обеспечивается темп нагнетания более 1 л/мин., необходимо переходить на нагнетание жидкости в массив угля с использованием насосных установок.

Количество жидкости, которое необходимо подавать в шпур или скважину, определяется по формуле

гдеl_р(ш) - расстояние между скважинами при увлажнении угля в очистных выработках или ширина подготовительной выработки, м; m - мощность пласта, м;q - удельный расход жидкости принимается в зависимости от марки (метаморфизма) угля и составляет 10-25 л/т(для антрацитов определяется опытным путем);  - плотность угля, т/м³.

П родолжительность нагнетания жидкости в скважину (шпур) определяется по формуле

где q_н - темп нагнетания, который для эффективного нагнетания должен составлять 10-15 л/мин.

Обеспыливание воздуха в очистных выработках

Кроме предварительного увлажнения угольного пласта, в очистных забоях применяются меры пылеподавления и обеспыливания воздуха при следующих производственных процессах:

• при выемке угля;

• на погрузочном пункте лавы;

• при выемке и погрузке угля в нишах, печах и просеках;

• при пневматической закладке выработанного пространства и закладке бутовых полос.

Если применяемые средства пылеподавления не обеспечивают снижение запыленности воздуха до ПДК, дополнительно производится обеспыливание воздуха исходящего из очистной выработки.

Основным способом пылеподавления при указанных производственных процессах является орошение со следующими параметрами (табл. 51.1).

Таблица51.1

Параметры орошения при основных производственных процессах в очистных выработках

Способы пылеподавления	Условия применения	Давление жидкости, МПа	Удельный расход жидкости
			Единицы измерения	Значение
Орошение при выемке комбайнами	Пологие пласты: весьма тонкие	Не менее 1 ,2	л/т	15-20
	тонкие	То же	л/т	25-35
	средней мощности	- // -	л/т	30-40
	Крутые пласты	- // -	л/т	20-30
Орошение при выемке угля стругами, агрегатами	Пологие пласты	Не менее 0,5	л/т	25-35
	Крутые пласты	0,5-0,8	л/т	20-30
Орошение при подрубке пласта врубмашинами		Не менее 1,2	л/м вруба	Не менее 30
Орошение при передвижке секций крепи	Пологие пласты	1,5-1,6	л/мин.	20-80
	Крутые пласты	Не менее 5,0	л/мин.	15-25
Орошение на погрузочных пунктах		0,5-1,2	л/т	5,0
Орошение при ручной погрузке угля в нишах		До 0,5	л/м3 горной массы	Не менее 50

В механизированных очистных забоях пологих и крутых пластов пылеподавление привыемки угля осуществляется с использованием средств орошения, которыми оснащаются выемочные машины (комбайны), механизированные крепи, струговые установки, фронтальные и щитовые агрегаты. На рисунке приведены технологические схемы пылеподавления орошением при выемке пологих пластов механизированным комплексом и струговой выемке.

Рис.51.3. - Технологические схемы пылеподавления орошением при выемке пологих пластов механизированным комплексом а) и при струговой выемке б)

1 - вентиль фланцевый; 2 -клапан редукционный; 3 - переходник; 4 - рукав напорный; 5 - фильтр штрековый; 6 - дозатор смачивателя; 7 - манометр; 8 - кран проходной муфтовый; 9 - водяная завеса; 10 - форсунка; 11 - водопровод забойный; 12 - насосная установка;13 - вентиль электромагнитный; 14 - кран трехходовой муфтовый; 15 - штрековый трубопровод; 16 и 17 - оросительные системы комбайна и крепи; 18 – автоматическое секционное орошение;

При работе выемочной машины на пластах с высокой категорией производственных процессов по пылевому фактору может применяться также отсос и улавливание пыли, если это предусмотрено технической документацией на машину.

Механизированные крепи комплектуются средствами орошения по заявкам шахт, если это необходимо в связи с повышенным уровнем запыленности. При этом подача воды к оросительным устройствам выемочной машины и механизированной

крепи должна осуществляться по отдельным трубопроводам с независимым включением оросительных насосов.

При подготовке ниш предусматриваются средства пылеподавления как при выемке угля, так и при погрузке горной массы. При буровзрывном способе выемки угля осуществляется бурение шпуров с промывкой; орошение отложившейся пыли на поверхности на расстоянии до 20 м от взрываемых зарядов или взрывание зарядов с водой с удельным расходом 1,5-2,0 л/м², применение водораспылительных завес и гидрозабойка шпуров. При молотковой выемке предусматривается применение отбойных молотков со встроенным оросительным устройством или орошение поверхности забоя в зоне разрушения угля. Независимо от способа выемки угля предусматривается орошение отбитого угля перед погрузкой.

Подавление пыли у передвижных пунктов погрузки осуществляется орошением угля водой с помощью зонтичных или конусных форсунок. Форсунки устанавливаются над местом погрузки, таким образом, что бы факел перекрывал очаг пылеобразования. При скорости воздуха более 2 м/с оборудуется укрытие зоны погрузки угля, а при высоком уровне запыленности применяется укрытие с эжектирующим действием воды.

В механизированных очистных забоях крутых пластов при прямоточной схеме проветривания применяется оросительная система с насосной установкой с пневмоприводом. При наличии подсвежения исходящей струи могут применяться насосная установка и подборщик забойного трубопровода (трубопроводов) с электроприводом, располагаемые на свежей струе.

В забоях с пневмоэнергией оросительная установка с пневмоприводом располагается на вентиляционном горизонте (рис. 5.5).

В забоях с применением электроэнергии насосная установка с электроприводом располагается на откаточном (конвейерном) штреке.

Рисунок 51.4 – Технологическая схема орошения при комбайновой выемке крутых пластов

1 – оросительные устройства комбайнов

2 – забойный водопровд

3- шлангоподборщик

4 – манометр

5 – насосная установка

6 – вентиль управляемый

7 – дозатор смачивателя

8 – фильтр штрековый

9- вентиль

10 штрековый трубопровод

В очистных забоях тонких крутых пластов при запыленности воздуха более 500 мг/м³ и в случае необходимости ограничения расхода воды на орошение применяется пылеподавление пеной.

При комбайновой выемке пылеподавление пеной рекомендуется применять на пластах мощностью до 0,9 м и скорости воздуха в забое при восходящем проветривании не более 2 м/с. При щитовой выемке применение пылеподавления пеной рекомендуется в забоях при восходящей схеме проветривания со скоростью движения воздуха до 3,5 м/с.

При нисходящем проветривании комбайновых и щитовых забоев и в потолкоуступных забоях с молотковой выемкой ограничение по скорости воздуха не устанавливается. Пеногенераторы устанавливают в комбайновой лаве в верхней части лавы под вентиляционным штреком, в щитовых лавах вдоль конвейеро-струга и зоне выгрузки угля в углеспускную печь, в потолкоуступных забоях в 4-5-ом верхних уступах по одному в каждом уступе (рис.).

Давление подаваемой в дозатор пеногенератора воды должно составлять 0,4-0,8 МПа, а удельный расход жидкости через дозатор должен быть 15-25 л/т.

Пувлажнение закладочного материала; герметичность закладочных трубопроводов; периодическая обмывка поверхности выработки в местах осаждения пыли; скорость движения воздуха в зоне закладки не более 2 м/с.

Для снижения пылеобразования при проведении закладки бутовых полос в лавах крутых пластов производится увлажнение породной массы водой или раствором смачивателя перед погрузкой её в вагонетки.

Рисунок 51.5 - Технологическая схема применения пены при молотковой выемке угля на крутых пластах

1 - пеногенератор; 2 – вентиль; 3 – забойный водопровод; 4 – дозатор смачивателя; 5 - штрековый трубопровод

Обеспыливание воздуха в подготовительных выработках

Для снижения запыленности воздуха при проведении подготовительных выработок необходимо:

- предусматривать схему проветривания, при которой исключается поступление пыли из соседних действующих забоев (на пластах с невысокой категорией пыльности допускается проветривание исходящей из очистной выработки вентиляционной струей при условии ее очистки и исключения совмещения работ);

- применять управление забойными машинами из пунктов, расположенных на свежей струе или вне зоны основного пылевого потока (в частности, при нагнетательной схеме проветривания вентиляционная труба должна располагаться со стороны пульта управления комбайном, погрузочной машины и т.п.);

- предусматривать минимальное количество пунктов перегрузки отбитой горной массы;

- обеспечивать проветривание с оптимальной по пылевому фактору скоростью движения воздуха 0,4-0,75 м/с.

При всех производственных процессах, при которых образуется и выделяется пыль, должно применяться пылеподавление с параметрами, указанными в табл. 51.2

Таблица 51.2

Параметры пылеподавления при основных производственных процессах в подготовительных выработках

Способ пылеподавления	Давление воды, МПа	Удельный расход воды
		Единицы измерения	Значение
Орошение при работе проходческих комбайнов	Не менее 1,2	л/м3 горной массы	Не менее 100
Орошение при работе погрузочных машин	Не менее 0,5	Тоже	Не менее 50
Промывка при бурении скважин	То же	л/мин	Не менее 25{
Промывка при бурении шпуров	- // -	л/мин	Не менее 10
Обмывка горной выработки перед взрывными работами	- // -	л/м2поверхности выработки	1,0-2,0
Водяная завеса при взрывных работах		л/м3 проходящего воздуха	0,1

П ри проведении выработок комбайнами или применения погрузочных и буровых машин применяются средства пылеподавления, которыми комплектуются эти комбайны и машины На пластах с высокой категорией пыльности проходческие комбайны по заявкам шахт могут дополнительно к орошению комплектоваться пылеуловителями или автономными пылеулавливающими установками (рис. 5.7).

П

Рисунок 5.7 - Технологическая схема обеспыливания в забое с комбайновой проходкой

1 - вентиль фланцевый; 2 -клапан редукционный; 3 - переходник; 4 - рукав напорный; 5 - фильтр штрековый; 6 - дозатор смачивателя; 7 - манометр; 8 - пылеулавливатель; 9 - водяная завеса; 10 - форсунка

ри применении автономных пылеулавливающих установок проветривание тупиковой подготовительной выработки может быть нагнетательно-всасывающее и всасывающее. Всасывающее проветривание допускается применять в выработках не газовых шахт, нагнетательно-всасывающее проветривание с использованием автономных пылеулавливающих установок может быть применено в шахтах любой категории по метану, кроме выработок, опасных по внезапным выбросам угля и газа и суфлярам.

Бурение шпуров (скважин) должно осуществляться с промывкой. В случаях, когда

осуществление промывки при бурении шпуров (скважин) затруднено, допускается применять орошение устья шпура (скважины) водой, а при наличии сжатого воздуха – водо-воздушной смесью. При орошении водо-воздушной смесью расход воды может быть уменьшен вдвое в сравнении с орошением водой.