Основы охраны труда в угледобывающих шахтах

Рис. 4.2 Схема проветривания за счёт общешахтной депрессии

При осуществлении проветривания с помощью ВМП они должны работать непрерывно. Обслуживание вентиляторов должно осуществляться специально назначенными и обученными лицами. Выделение специальных лиц для обслуживания ВМП не обязательно, если применяется аппаратура автоматического контроля и телеуправления.

Установка ВМП должна производиться по паспорту выемочного участка, паспорту проведения и крепления подземных выработок или специальному паспорту, утверждённому главным инженером шахты (рис. 4.3)

При этом должны быть соблюдены следующие требования ПБ:

1) работающий на нагнетание ВМП должен устанавливаться в выработке со свежей струёй воздуха на расстоянии не менее 10 м от исходящей из забоя струи, с целью избегания её рециркуляции;

2) не допускается установка ВМП в очистных выработках, а также ближе 25 м от мест постоянного присутствия людей (погрузочные пункты, посадочные площадки и т.д.);

3) подача ВМП не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке в месте его установки;

4) при установке в одной выработке нескольких вентиляторов, работающих на отдельные трубопроводы и расположенные один от другого на расстоянии менее 10 м, суммарная их подача не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке в месте установки первого вентилятора, считая по ходу струи; если расстояние между вентиляторами больше 10 м, то подача каждого вентилятора не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке в месте его установки; в шахтах опасных по газу, не допускается проветривание двух и более выработок при помощи одного трубопровода с ответвлением;

5) не допускается установка ВМП с электрическими двигателями в выработках с исходящей струёй воздуха на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа;

6) у каждого вентилятора должна устанавливаться доска, на которую записываются фактический расход воздуха в выработке Q_ф, фактическая подача вентилятора Q_вент, расчётный и фактический расход воздуха у забоя тупиковой выработки Q_р.з. и Q_ф.з., максимально допускаемая длина тупиковой части выработки, время проветривания выработки после взрывных работ, дата заполнения и подпись лица, производившего запись на доску;

7) при проведении или погашении вентиляционных выработок, примыкающих к очистным забоям на пластах крутого падения, допускается установка ВМП с пневматическим двигателем в этих же выработках при соблюдении следующих условий:

а) вентилятор должен быть установлен не ближе 15 м от забоя лавы по ходу вентиляционной струи;

б) длина тупиковой части выработки не должна превышать 60 м;

в) состав воздуха в месте установки вентилятора должен соответствовать требованиям ПБ (п. 3.1.1), а содержание метана в исходящей из тупиковой части выработки струе и у вентилятора не должно превышать 1%;

г) должны применяться вентиляторы, у которых исключена возможность воспламенения метана при ударах и трении вращающихся частей о корпус вентилятора;

8) расстояние от конца вентиляционных труб до забоя в газовых шахтах не должно превышать 8 м, а в негазовых 12 м;

9) в конце гибких воздухопроводов должны навешиваться трубы из жёсткого материала длиной не менее 2 м или аккумуляторы вентиляционных труб должны вставляться в жёсткие распорные кольца (не менее двух), обеспечивающие нормальное сечение выходного отверстия трубы;

10) гибкий воздухопровод должен подсоединяться к ВМП с помощью металлического переходного патрубка длиной не менее 1 м;

11) датчик расхода (контроля) воздуха ДРВ (ДКВ) должен располагаться не далее 10-15 м от забоя выработки;

12) устройство для разгазирования выработки должно располагаться в 5-10 м от устья подготовительной выработки.

Не действующие тупиковые выработки необходимо проветривать или изолировать перемычками.

5. РУДНИЧНАЯ ПЫЛЬ

5.1 Пыль как источник опасности

Наибольшее пылеобразование в современных угольных шахтах имеет место при работе выемочных и проходческих комбайнов. Несоблюдение при этом технологии выемки угля и проведения выработок и требований противопылевых мероприятий приводит к тому, что в атмосферу выработок поступает значительное количество пыли. По мере повышения производительности угольных и проходческих комбайнов и глубины разработок растет интенсивность пылеотложения. Без применения средств обеспыливания запылённость воздуха в забоях в сотни, а иногда и в тысячи раз превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК).

Так, при работе угольных комбайнов барабанного и шнекового типа образуется от 1 до 5 кг пыли на 1 т добываемого угля. В результате этого при средней производительности комбайна 100 кг/с запылённость воздуха в лаве без применения средств обеспыливания может достигать 5-8 г/м³ и более, что почти в тысячу раз превышает ПДК, но практически во всех случаях менее нижнего предела взрываемости пыли.

Таких же величин достигает запылённость воздуха и в забоях подготовительных выработок, проводимых по углю. Особенно высокая запылённость образуется в зоне работы исполнительных органов проходческих комбайнов фрезерного типа. Так, без орошения в 0,5 м от фрезы концентрация пыли в воздухе достигает 4,6-12,3, а в отдельных забоях 19,8-25,8 г/м³.

При последней концентрации могут произойти воспламенение пыли и её взрыв.

Интенсивное образование пыли наблюдается при погрузке горной массы на конвейер, на пересыпах и перегрузах, при передвижке секций механизированных крепей.

Мелкая пыль (аэрозоль) с размерами частиц менее 50 мк переносится вентиляционным потоком по горным выработкам на значительные расстояния. Более крупные фракции пыли скапливаются на почве выработок в непосредственной близости от источников пылеобразования. Осевшая пыль (аэрогель) взрывоопасна.

Угольная пыль, как и другие органические пыли, взрывоопасна. Всегда взрывчаты пыли углей, содержащие 42 мг и более метана на 1 г сухой и беззольной массы или содержащие свыше 15% летучих горючих веществ. Нижний предел взрывчатости для самой опасной пыли углей марки Д равен 17-18 г/м³, а для марок Т и ПА 300 г/м³ . Для отложившейся пыли нижний предел взрывчатости примерно в 2,5 раза выше, чем для взвешенной. Поэтому при отложениях угольной пыли в количестве более 30 г на 1 м² выработка становится взрывоопасной.

При определённых условиях достаточном содержании в угле летучих веществ, определённой крупности пылинок и её концентрации угольная пыль во взвешенном состоянии взрывается от источника тепла и поддерживает взрыв метано-воздушной смеси.

Минимальная концентрация пыли, при которой возможен её взрыв в зависимости от выхода летучих веществ составляет 16-96 г/м³, максимальная около 2000 г/м³. Наибольшей силы взрыв пыли возможен при концентрации её в горных выработках 300-400 г/м³.

При содержании летучих веществ до 15% угольная пыль относится к слабовзрывчатой, при их большем содержании к опасной по взрывчатости.

Взрывчатость угольной пыли повышает наличие метана в атмосфере горных выработок. При концентрации метана 2% нижний предел взрывчатости пыли снижается до 3-40 г/м³. Установлено, что в 96% случаев источником воспламенения пыли были вспышки метана.

Влияние влаги на взрывчатость угольной пыли двояко. Во-первых, она может действовать как инертная добавка, снижая тепловой баланс системы. Теплоёмкость воды в 5 раз больше теплоёмкости инертной пыли, поэтому вода как инертная добавка в 5 раз эффективнее инертной пыли. Во вторых, влага способствует аутогезии мелких частиц в более крупные, что снижает удельную поверхность пыли и, следовательно, уменьшает её взрывчатость. Отложившаяся увлажнённая пыль теряет способность переходить во взвешенное состояние и создавать взрывоопасные концентрации. Пыль с содержанием влаги 12% и более не образует взрывчатой концентрации.

В процессе взрыва принимает участие угольная пыль определённой крупности от 0,01 до 1,0 мм в диаметре. Наиболее взрывоопасна пыль с крупностью частиц 10-75 мк. Взрыв угольной пыли как и метана сопровождается прямым и обратным ударами. При прямом (первом) ударе в выработке образуется очень высокая температура и происходит поднятие во взвешенное состояние значительного количества осевшей пыли за счёт сотрясения выработки. Так как в зоне взрыва температура высока, а перешедшая во взвешенное состояние пыль является дополнительным материалом взрыва, то происходит вторичный (обратный удар), разрушительная сила которого во много раз выше первичного удара. Таким образом, вторичный удар и завершает разрушительную работу взрыва в горных выработках.

Для возникновения взрыва пыли (как и метана) требуется источник воспламенения. Такими источниками могут быть: пламя от взрыва ВВ; нагретые предметы и поверхности; открытое пламя; электрические искры и искры механического происхождения (искры от трения по пириту, песчаникам и металлическим поверхностям, искры при ударах и т.п.).

Анализ происшедших за последние годы аварий показывает, что более 80% всех случаев происходит в подготовительных и только 10-20% в очистных выработках

Следует отметить, что взрывы, в которых участвует угольная пыль, по своим размерам и последствиям значительно превышают взрывы метана, о чём свидетельствуют приведенные ниже примеры.

Пример 1. На шахте “Пионерка” ПО “Ленинскуголь” при сбойке конвейерного штрека с северным путевым уклоном произошло закорачивание вентиляционной струи, в результате чего расход воздуха в монтажной камере №6 уменьшился с 240 до 10 м³/мин, а концентрация метана возросла с 0,4 до 4-6%. Несмотря на это, на участке велись работы по проходке выработок в течение 2-х дней. Из-за отсутствия орошения на комбайнах и не-выполнения мероприятий по уборке и связыванию отложившейся угольной пыли выработки участка на всём протяжении находились в пыле-взрывоопасном состоянии. Источником воспламенения метано-воздушной смеси послужило искрение в электрическом кабеле, повреждённом обрушившимися в камере породами кровли и металлическими верхняками. Экономический ущерб от этой аварии превысил ущерб от всех остальных взрывов метано-воздушной смеси, в которых не участвовала угольная пыль.

Пример 2. Воспламенение метана, перешедшее во взрыв угольной пыли, произошло в забое конвейерного ходка 6-й центральной лавы пласта k₈ горизонта 900 м шахты “Горская” ПО “Первомайскуголь” (мощность пласта 1,4-1,5 м, уголь марки Г). Повышение содержания метана у забоя конвейерного ходка произошло из-за подачи в него недостаточного количества воздуха. Причиной воспламенения метановоздушной смеси явилось взрывание зарядов ВВ при наличии высокой концентрации метана в выработке. Взрыв угольной пыли и его распространение по сети горных выработок произошли в связи с невыполнением мероприятий по предупреждению взрывов угольной пыли, порядка расстановки и эксплуатации водяных заслонов. Отложение угольной пыли по сети горных выработок составляло 65-210 г/м³ , что значительно больше нижнего предела взрывчатости пыли, равного для данного шахтопласта 38 г/м³ . Отсутствие ряда водяных заслонов и несоответствие параметров имевшихся заслонов требованиям ПБ явилось причиной распространения взрыва по сети горных выработок на расстояние около 5 км. Обследование состояния водяных заслонов вблизи аварийного участка показало, что в заслонах недостаёт 40-60% сосудов, а имеющиеся либо не имеют воды, либо заполнены на 40-50% .

Пример 3. Вследствие нарушения требований безопасного ведения работ в 1985 г. при взрывных работах в забоях подготовительных выработок произошли взрывы метана и угольной пыли в шахте №1 шахтоуправления “Новогродовское” ПО “Селидовуголь” и в шахте им. Г. Димитрова ПО “Красноармейскуголь”. В первом случае зона разрушения выработок составила 635, во втором 1090 м.

Пример 4. Взрыв газа и угольной пыли в конвейерном штреке и фланговом уклоне общей длиной 580 м шахты “Байдаевская” ПО “Южкузбассуголь” произошёл вследствие искрообразования при коротком замыкании в гибком кабеле и повышенной концентрации метана в за-бое из-за неустойчивого проветривания.

Пример 5. На шахте “Карагайлинская” ПО “Киселёвскуголь” произошёл взрыв газа и угольной пыли в забое разрезного штрека вследствие искрообразования от трения исполнительного органа проходческого комбайна о твёрдые породные включения и подачи в забой недостаточного количества воздуха для разбавления выделяющегося метана. В результате взрыва разрушено 630 м горных выработок.

Из приведенных примеров следует, что во всех случаях при различии исходных причин воспламенения пылегазовой смеси общим является невыполнение требований по снижению пылеотложений в горных выработках и мероприятий по своевременной уборке отложившейся угольной пыли по сети горных выработок. Участвующая при взрыве газа пыль, особенно опасна для работающих в шахте, поскольку продукты взрыва содержат большое количество оксида углерода, вызывающего отравление и гибель людей даже на значительных расстояниях от места взрыва.

5.2 Пыль как источник вредности и причин заболеваний горнорабочих

Поступающая в атмосферу забоев пыль ухудшает санитарно-гигиенические условия труда, создаёт опасность заболевания органов дыхания шахтёров, вызывая воспаление слизистой оболочки, пылевые бронхиты лёгочные заболевания. Длительное пребывание человека в запылённой атмосфере и вдыхание вместе с воздухом пыли приводит к одному из наиболее тяжёлых профессиональных лёгочных заболеваний горнорабочих пневмокониозу. В зависимости от состава горных пород и полезного ископаемого различают силикоз, вызываемый вдыханием пыли, содержащей свободный диоксид кремния SiO₂ , антракоз угольной, сидероз железорудной, асбестоз асбестовой пыли и др. Силикоз наиболее тяжёлая форма пневмокониозов, вызывающая глубокие функциональные нарушения и изменения важнейших органов и систем жизнедеятельности человека: лёгочной, сердечно-сосудистой, нервной, пищеварения.

Запылённость в угольных шахтах неодинаковая и во многом зависит от горно-геологических условий, микроструктуры угля, его крепости, влажности, условий залегания пласта, а также от способа выемки угля и применяемых механизмов. Многие трудовые процессы (дробление угольного и породного массива, взрывные работы, транспортировка угля) сопровождаются значительным пылеобразованием. Горнорабочие подвергаются воздействию угольной (на выемке угля) и породной (при проходческих работах) пыли, концентрации которой во много раз превышают предельно допустимые уровни.

Пыль угольных шахт смешанная и при разработке угольных пластов в ней практически всегда присутствует примесь диоксида кремния (SiO₂) в пределах 2-10% и более. Несмотря на постоянное совершенствование технологических процессов и оборудования, способствующих оздоровлению условий труда, не устранена полностью запылённость воздушной производственной среды. В связи с этим сохраняется реальная опасность возникновения у работающих пылевой патологии бронхолёгочного аппарата. Пылевое заболевание (особенно силикоз) развивается в течение 2-15 лет и опасно необратимостью процесса. Прогрессирующее течение пылевого бронхита, частые и рано развивающиеся осложнения нередко приводят больных к инвалидности в самый трудоспособный период жизни.

Таким образом, опасность заболевания определяется пылевой нагрузкой, которая представляет собой интенсивность воздействия пыли на органы дыхания. Пылевая нагрузка определяется количеством пыли, вдыхаемой человеком в единицу времени, и зависит от комплекса основных характеристик рудничной пыли (концентрации, вещественного и дисперсного состава), от времени пребывания в запылённой атмосфере и интенсивности вентиляции лёгких человека.

Пылевая нагрузка за смену, месяц, годы работы способствует накоплению пыли в лёгких, масса которой может достигнуть “критической”, присущей больным пневмокониозом. Установлено, что в лёгких умерших от пневмокониоза (стаж работы 10-15 лет) в среднем находится 20-30 г пыли. Количество взвешивающейся в атмосфере забоя пыли пропорционально количеству добываемого угля, и учитывая возрастающую интенсивность выемки, задача измерения запылённости и связанной с ней пылевой нагрузки, приобретает актуальное значение. Актуальность состоит в проблеме снижения пылевой нагрузки на органы дыхания шахтёров, которая имеет два аспекта: контроль величины пылевой нагрузки и защита органов дыхания от пыли.

Ни время нахождения в запылённой атмосфере работающих, ни интенсивность труда для данной технологии нами изменены быть не могут, поэтому остаётся только один путь для снижения пылевой нагрузки уменьшение концентрации вдыхаемого пылевого аэрозоля.

Заболевания лёгких, в первую очередь так называемые хронические неспецифические заболевания лёгких (ХНЗЛ), представляют острую социально-медицинскую проблему в связи с большой распространённостью, неуклонным ростом числа заболевших, ранней их инвалидизацией и высокой смертностью. Среди ХНЗЛ ведущее место занимает хронический бронхит (ХБ), который составляет почти 90%.

Неблагоприятные метеорологические условия, в частности переохлаждение организма, рассматриваются как довольно частая причина, способствующая развитию ХБ.

Интенсивное загрязнение атмосферы различными полютантами оказывает раздражающее действие на слизистую оболочку бронхов и во многом определяет повсеместный рост заболеваемости ХБ.

Основным доказательством профессионального характера поражения бронхов у рабочих пылевых производств может служить повышенная их заболеваемость ХБ по сравнению с остальным населением. Пыль является одной из производственных вредностей в горнодобывающей, металлургической, машиностроительной промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства. Поэтому, учитывая вышеперечисленные факторы риска, следует отметить, что у рабочих перечисленных профессий (а у горняков тем более) существует наибольшая вероятность заболеваний хроническим бронхитом.

Кроме дыхательных путей, пыль воздействует на кожу и глаза. Проникая в кожу пыль может вести себя индиферентно или вызывать воспалительные явления, выражающиеся в припухлости, красноте и болезненности кожи. При закупорке сальных желез может возникнуть папулёзная сыпь. Действие пыли на глаза вызывает заболевание глаз конъюнктивитом.

Правилами безопасности (п.8.2.3) установлены предельно допустимые концентрации пы-ли на рабочих местах, соблюдение которых исключает опасность заболеваний независимо от времени вдыхания (мг/м³):

Таблица 4.5

Предельно допустимые концентрации (ПДК) пыли угольных шахт

Качественная характеристика пыли	Содержание свободного диоксида кремния в пыли, %	ПДК, мг/м3 по общей массе
Породная, углепородная	от 10 до 70	2
Углепородная, угольная	от 5 до 10	4
Антрацитовая	до 5	6
Пыль каменных углей	до 5	10

Если в воздухе рабочей зоны содержание пыли превышает ПДК, то должен применяться дополнительный комплекс мер по обеспыливанию и средства индивидуальной защиты органов дыхания от пыли. При этом необходимо вести учёт пылевых нагрузок на организм работников с целью определения безопасного времени работы в контакте с пылью. В соответствии с требованиями пп. 3.6.9 и 8.2.3 на угольных шахтах действует «Инструкция по замеру концентрации пыли в шахтах и учёту пылевых нагрузок» (Сборник инструкций к Правилам безопасности в угольных шахтах. Том 1. Киев, 2003г., с. 393 403).

5.3 Пылеотложение и взрывоопасность в горных выработках

Наряду со взрывчатостью пыли, пылеотложение определяет пыле-взрывоопасность гор ных выработок. Оно характеризуется массой пыли, осевшей на единице объёма выработки. Для определения периодичности применения пыле-взрывозащитных мероприятий необходимо пользоваться показателем интенсивности пылеотложения Р, г/(м³ ·сут), который характеризует скорость накопления пыли в объёме выработки. Известно несколько методов определения пылеотложения: по изменению средней концентрации пыли в воздухе, путём сбора пыли на полки, а также при помощи радиационных приборов.

Интенсивность пылеотложения точнее всего определяется методом сбора пыли на металлические или пластмассовые полки, устанавливаемые вдоль стенок выработки на расстоянии 10 м от лавы. Время отбора проб должно соответствовать продолжительности цикла работ в лаве. Интенсивность пылеотложения рассчитывается по формуле:

Р = 4,35 · (b m/ S F_п t),

где b ширина выработки по почве, м;

m количество пыли, осевшей на полки, г;

S площадь поперечного сечения выработки, м²;

F_п площадь полок, м²;

t время пылеотложения, сут.

Интенсивность пылеотложения зависит от уровня пылеобразования при различных технологических процессах, удалённости выработки от источника пылевыделения и скорости вентиляционной струи.

Особенно высокие концентрации пыли образуются в очистных забоях при работе выемочных комбайнов и стругов. Запылённость воздуха в зависимости от естественной влажности угля может достигать 300-500 мг/м³, а при отсутствии средств борьбы с пылью 6000 мг/м³ и более.

Большое количество пыли образуется в забоях подготовительных выработок, где в момент взрывных работ запылённость воздуха выше нижнего предела взрывчатости пыли и составляет несколько сотен граммов на 1 м³ воздуха. Исследования призабойных участков показывают, что основная масса пыли (от 60 до 500 кг за один цикл взрывания по углю) осаж дается на расстоянии 30-50 м от забоя. При работе проходческих комбайнов средняя запылённость воздуха составляет 350-1000 мг/м³. Если средства пылеподавления отсутствуют, то запылённость воздуха резко увеличивается и может достигать взрывоопасных концентраций. Особенно высокая концентрация имеет место в зоне работы исполнительного органа комбайна.

Высокое пылеотложение наблюдается в конвейерных выработках по всей их длине в ре-зультате осаждения пыли из проходящего воздуха. Выпадая из воздушного потока, пыль в основном осаждается на расстоянии до 25 м от пункта перегрузки по ходу вентиляционной струи. Чем больше скорость движения воздуха и меньше влажность транспортируемого угля, тем выше интенсивность пылеотложения. Так, полное пылеотложение в выработках с ленточными конвейерами достигает 8000 г/(м³ · сут) и более, а в выработках со скребковыми конвейерами 1500 г/(м³·сут). Около 90-95 % всей пыли, переносимой воздушной струёй, осаждается вблизи пересыпа, на участке длиной 20-25 м. В остальной части выработки взрывоопасное количество пыли накапливается в течение 3-20 суток и более.

В выработках вентиляционного горизонта наибольшее пылеотложение 300-800 г/(м³· сут) наблюдается на участках, примыкающих к лавам. Длина этих участков увеличивается с ростом скорости движения воздуха и составляет 100-400 м, а на остальном протяжении выработок интенсивность пылеотложения не превышает 1 г/(м³· сут).

В выработках откаточного горизонта пылеотложение незначительно и стабильно по длине и лишь в отдельных случаях превышает 2-3 г/(м³· сут). Исключение составляют районы погрузочных и перегрузочных пунктов, опрокидывателей, сопряжений с уклонами и бремсбергами, а также призабойные участки подготовительных выработок. У погрузочных пунктов и опрокидывателей пылеотложение составляет 10-700 г/(м³· сут) и более и зависит главным образом от производительности погрузочно-разгрузочных работ. По мере удаления от мест погрузки и перегрузки на 35-70 м пылеотложение становится равным среднему в откаточных выработках.

В местах сопряжений откаточных выработок с уклонами и бремсбергами пылеотложение обусловлено главным образом просыпанием угольной пыли и мелочи, а также сдуванием пыли с открытой поверхности вагонов. При увеличении производительности откатки и скорости движения воздуха пылеотложение увеличивается, достигая 20-25 г/(м³·сут).

Интенсивность пылеотложения в выработках околоствольных дворов и в капитальных откаточных выработках стабильна и, как правило, не превышает 0,2-0,4 г/(м³·сут). В камерах и выработках без транспортировки угля пылеотложение обычно в 2-3 раза меньше.

Пылевзрывоопасность горных выработок главным образом определяется интенсивностью пылеотложения и степенью взрывчатости пыли и в значительной мере зависит от наличия или вероятности появления опасных источников воспламенения. Унивесальным показателем пылевзрывоопасности выработки является время накопления взрывоопасного количества пыли, определяемое как отношение нижнего предела взрывчатости пыли г/м³ к показателю интенсивности пылеотложения (г/(м³ · сут).

Время накопления взрывоопасного количества пыли по сети горных выработок определяется исходя из граничных значений интенсивности пылеотложения для разных шахт и ниж них пределов взрывчатости пыли. В зависимости от допустимого содержания метана в выработке это время по сети горных выработок изменяется в очень широких пределах от нескольких минут до 250 суток и более.

5.4 Мероприятия по предупреждению и локализации взрывов угольной пыли

В шахтах, разрабатывающих пласты, опасные по взрывам пыли, должны применяться в соответствии с требованиями пп. 3.6.11 3.6.21 Правил безопасности и «Инструкции по предупреждению и локализации взрывов угольной пыли» (Сборник инструкций к Правилам безопасности в угольных шахтах) должны разрабатываться следующие мероприятия:

Основанные на применении воды (гидро-пыле-взрывозащита):

а) побелка, обмывка горных выработок (мокрая уборка пыли) для предупреждения взрывов угольной пыли;

б) связывание отложившейся пыли гигроскопическими смачивающе-связующими составами, а также с помощью непрерывно действующих туманообразующих завес для предупреждения взрывов угольной пыли;

в) установка водяных заслонов и автоматических систем (для локализации взрывов пыли);

Основанные на применении инертной пыли (сланцевая пыле-взрывозащита):

а) осланцевание горных выработок (для предупреждения взрывов пыли);

б) установка сланцевых заслонов и автоматических систем (для локализации взрывов пыли);

Комбинированная пылевзрывозащита предусматривающая применение способов и средств предупреждения и локализации взрывов пыли, основанных на использовании как воды, так и инертной пыли. При этом параметры применяемых способов и средств должны оставаться такими же, как и при раздельном их использовании.

Гидро-пыле-взрывозащита

Побелке подвергаются бока и кровля выработок из расчёта не менее 0,8 л известкового раствора на 1 м² обрабатываемой поверхности. Побелка горных выработок протяжённостью более 200 м должна производиться механизированным способом. Периодичность и места применения побелки принимаются по табл. 2 «Инструкции по предупреждению и локализации взрывов угольной пыли»

Обмывка горных выработок должна производиться путём смыва пыли водой с кровли, боков выработки и доступных мест за затяжками. Расход воды на обмывку должен составлять не менее 1,5 л на 1 м² поверхности. В качестве распылителей воды должны применяться форсунки, оросители, насадки. По мере накопления угольной мелочи и пыли после обмывки должна производиться их уборка и очистка водосточных канавок. Обмывка выработок в районе погрузочных пунктов должна производиться 0,1процентным водным раствором смачивателя. Для этого должны быть установлены дозаторы смачивателя. Для обмывки раствором смачивателя может использоваться также и ручной ороситель РО-1.

Для связывания отложившейся угольной пыли должны применяться жидкие или пастообразные смачивающе-связующие составы на основе хлористого кальция и смачиваемой горной выработке до 85% применяется 35-процентный водный раствор хлористого кальция (СаСl) с добавлением 2% смачивателя из расчёта 0,5 л на 1 м² обрабатываемой поверхности. Если относительная влажность в выработке свыше 85%, то применяется 25 процентный водный раствор хлористого кальция с добавлением 1% смачивателя. Связывание пыли достигается также нанесением на стенки, кровлю и крепь слоя пасты не менее 3,0 кг на 1 м² обрабатываемой поверхности. Смачивающе-связующими составами должны обрабатываться бока и кровля выработки, а также доступные места за затяжками, причём, они должны наноситься на предварительно обмытую поверхность выработки.

Непрерывное связывание угольной пыли должно осуществляться с помощью туманообразующих завес, устанавливаемых рассредоточенно на примыкающем к лаве участке вентиляционного штрека. Туманообразователь должен создавать факел тумана в виде сплошного конуса, сечение которого должно быть соизмеримо с поперечным сечением выработки. Завесы должны работать в течение всей смены, когда производится выемка угля. Туманообразователи в первой завесе должны располагаться в зависимости от скорости движения воздуха в выработке:

при скорости более 2м/с туманообразователи устанавливают таким образом, чтобы их факелы были направлены навстречу движению вентиляционной струи;

при скорости 2 м/с и менее в сторону её движения.

Во второй и последующих завесах туманообразователи должны устанавливаться так, чтобы их факелы были направлены в сторону движения вентиляционной струи.

Расстояние первой завесы от лавы не должно превышать 20 м. Расстояние между первой и второй завесами (длина участка связывания) принимается по «Инструкции по предупреждению и локализации взрывов угольной пыли» и находится в пределах 25 80 м. Расстояние каждой последующей завесы, начиная с третьей, от предыдущей увеличивается на 25 м. Следует помнить, что завесы располагаются в местах, где не установлена электроаппаратура, а по мере подвигания лавы завесы периодически переносятся. Кроме того, на участке вентиляционного штрека между между лавой и первой завесой должно применяться связывание пыли смачивающе-связующими составами или обмывка, а за участком непрерывного связывания обмывка.

Водяные заслоны устраиваются из ряда устанавливаемых под кровлей поперёк выработки наполненных водой легко опрокидываемых или разрушаемых сосудов ёмкостью не > 80 л каждый или плёночных безшовных сосудов ПБС-1. расстояние между кровлей выработки и верхней кромкой сосуда должно быть в пределах 100-600 мм. Полки с сосудами должны устанавливаться на равном расстоянии друг от друга по длине выработки и не менее чем через 500 мм. Общая длина водяного заслона должна быть не менее 30 м. Общее количество воды и число сосудов в заслоне определяется из расчёта 400 л на 1 м² площади поперечного сечения выработки. Конструкция водяных заслонов и ПБС-1 приведена в «Инструкции….».

Сланцевая пылевзрывозащита

Осланцеванию должны подвергаться все поверхности горных выработок (бока, кровля, почва, доступные места за затяжками). Оно должно производиться механизированным способом. Норма осланцевания для общешахтных выработок должна приниматься наибольшей из установленных для разрабатываемых шахтой пластов угля. Расход инертной пыли на осланцевание выработки рассчитывается по формуле:

q = 0,001•N•_отл•S/100 N, кг/м,

где q расход инертной пыли на осланцевание 1-го пог. м, кг/м;

Nнорма осланцевания, %;

_отл нижний предел взрываемости угольной пыли, г/м³ ;

S - сечение выработки, м².

Сланцевые заслоны устраиваются из ряда устанавливаемых под кровлей поперёк выработок легко опрокидываемых полок с инертной пылью, шириной при жёсткой конструкции в пределах 250-500 мм, а при свободном настиле 600-800 мм, или плёночных бесшовных сосудов ПБС-1. Расстояние между кровлей выработки и верхней поверхностью инертной пыли должно быть в пределах 100-300 мм. Расстояние между полками заслона должно быть одинаковым и не меньше ширины полки. Длина сланцевого заслона не менее 20 м. Общее количество пыли принимается из расчёта 400 кг на 1 м² площади поперечного сечения выработки. Конструкция заслонов и сосудов ПБС-1 приведена в «Инструкции…».

Сланцевыми или водяными заслонами должны быть защищены (п. 3.6.15 ПБ):

очистные выработки;

забои подготовительных выработок, проводимых по углю или по углю и породе;

крылья шахтного поля в каждом пласте;

конвейерные выработки;

пожарные участки;

склады ВМ.

Заслоны размещаются в выработках на входящей и исходящей струях изолируемых выработок.

Забои подготовительных выработок до внедрения автоматических систем должна осуществляться рассредоточенными водяными или сланцевыми заслонами. В тупиковой части выработки этом случае устанавливается не менее четырёх рядов сосудов (полок). Первый ряд должен быть установлен не ближе 25 м и не далее 40 м от забоя.

Сланцевые заслоны должны устанавливаться на расстоянии не < 60 м и не > 300 м, водяные заслоны не < 75 м и не > 250 м от забоев очистных и подготовительных выработок, сопряжений откаточных и вентиляционных штреков с бремсбергами, уклонами, квершлагами, от изолирующих пожар перемычек (п.3.6.16 ПБ).

Для защиты конвейерных выработок, тупиковых подготовительных, проводимых по углю заслоны устанавливаются на всём протяжении выработок на расстоянии друг от друга не > 300 м для сланцевых и 250 м для водяных заслонов. Установка заслонов не обязательна в конвейерных выработках, если по ним транспортируется только порода (п. 3.6.15).

Для предотвращения распространения взрывов угольной пыли по сети выработок забои подготовительных выработок, проводимых по углю и породе комбайнами или с помощью БВР, а также сопряжения лав со штреками, распредпункты и другие места скопления электрооборудования в участковых выработках должны защищаться автоматическими системами локализции вспышек метанаи угольной пыли в начальной стадии возникновения (рис. 5.1). До внедрения таких систем должны устанавливаться сланцевые или водяные заслоны.

Рис. 5.1 Схема расположения автоматической системы локализации вспышек метана и угольной пыли: а) для защиты распредпункта; б) для защиты тупиковой выработки

5.5 Способы борьбы с запылённостью рудничной атмосферы

В соответствии с требованиями ПБ (п.3.6.1) на каждой шахте должны осуществляться мероприятия по обеспыливанию воздуха. Проекты новых и реконструируемых шахт (горизонтов), вскрытия и подготовки блоков, панелей, выемочных полей, а также паспорта выемочных участков, проведения и крепления подземных выработок должны содержать мероприятия по борьбе с пылью (п.3.6.2 ПБ), включающие:

1) предварительное увлажнение угля в массиве (п.3.6.5 ПБ) (рис. 5.2, 5.3, 5.4);

2) оснащение средствами пылеподавления машин выемки (пп. 3.6.3, 3.6.4 ПБ), погрузки и доставки горной массы (пп. 3.6.6, 3.6.7 ПБ) (рис. 5.5 а, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 5.10, 5.11, 5.12, 5.13, 5.14, 5.15, 5.18, 5.19, 5.20);

3) сухое пылеулавливание (рис. 5.9, 5.15, 5.16, 5.17);

4) снижение запылённости атмосферы горных выработок за счёт их эффективного проветривания;

5) использование средств индивидуальной защиты органов дыхания;

6) расстановка людей по рабочим местам с наименьшей запылённостью и др.

Предварительное увлажнение угля в массиве является одним из эффективных методов предотвращения пылеобразования. Сущность его состоит в том, что нагнетаемая в пласт под давлением жидкость приводит к увеличению влажности угля и как следствие к снижению его пылеобразующей способности. Кроме того, снижается прочность и повышается пластичность угля, что обеспечивает меньшие энергозатраты на его выемку, более равномерно распределяется горное давление в призабойной (краевой) зоне пласта, предупреждаются внезапные выбросы угля и газа, а также повышается производительность труда. Наибольшее снижение пылеобразования достигается при заполнении жидкостью всего фильтрующего объёма трещин и пор угля.

В зависимости от фильтрационных свойств угольных пластов предварительное увлажнение подразделяется на высоко- и низконапорное.

Высоконапорное увлажнение заключается в том, что вода под давлением в десятки Мпа нагнетается высоконапорным насосом из шахтного водопровода в скважину (шпур). Недостатком этого способа является неравномернось и низкая эффективность увлажнения высокопроницаемых трещиновытых пластов. Поэтому для повышения эффекта увлажнения необходимо сочетать нагнетание воды под высоким давлением с капиллярным пасыщения массива в периоды между циклами нагнетания. Продолжительность таких перерывов между циклами нагнетания в зависимости от свойств увлажняемого пласта изменяется от 6 до 72 часов.

Высоконапорное нагнетание жидкости в угольный пласт осуществляется через шпуры или короткие скважины, пробуренные из очистного забоя и расположенные перпендикулярно к нему. Такой способ имеет тот недостаток, что его осуществление зависит от работ по выемке угля, особенно в лавах, оборудованных механизированными комплексами или струговыми установками. Все работы по бурению шпуров, скважин и увлажнению (пропитке) необходимо проводить в ремонтно-подготовительную смену. Глубина шпуров составляет 4-5 м, коротких скважин 7-15 м. Расстояние между шпурами принимается 1,7-3 м, между скважинами 10-20м.

Указанные недостатки устраняются, если увлажнение производится заблаговременно через скважины, пробуренные впереди линии очистного забоя на всю длину лавы из откаточного или вентиляционного штреков или же из обеих одновременно. Способ применим, когда отработка пластов осуществляется обратным ходом или имеется достаточный запас по проходке подготовительной выработки. Технологические схемы представлены на рис. 5.2, 5.3, 5.4.

Низконапорное увлажнение состоит в том, что угольный массив увлажняется водой под давлением, создаваемым в шахтной магистрали за счёт разницы геодезических отметок поверхности шахты и места нагнетания воды. Этот способ эффективен при высокой проницаемости пластов за счёт капиллярного насыщения массива и заполнения жидкостью мелких трещин. При этом увлажнении жидкость в пласт подаётся только через скважины, пробуренные из подготовительной выработки.

Увлажнение пластов угля при проведении подготовительных выработок (рис. 5.5). Нагнетание жидкости в пласт при проведении подготовительных выработок осуществляется через скважины, длина которых принимается кратной величине подвигания забоя за неделю для того, чтобы работы по увлажнению производить в нерабочие дни.



охрана защита горный труд

























5.6 Пылевой контроль в шахтах и индивидуальные средства защиты от пыли

5.6.1 Организация работ по борьбе с пылью и контроль качества применяемых мероприятий

В соответствии с п. 3.6.9 ПБ при производственных процессах, сопровождающихся выделением пыли, необходимо осуществлять контроль её концентрации. Контроль пылевзрывобезопасности горных выработок должен проводится ежесменно должностными лицами участка, в ведении которых они находятся, должностными лицами участка ВТБ не реже одного раза в сутки. Результаты контроля состояния пылевого режима участком ВТБ заносятся в «Книгу контроля состояния пылевого режима». Организация работ по борьбе с пылью и контроль качества применяемых мероприятий на шахте возлагается на технического руководителя предприятия (п. 8.1 «Инструкции по комплексному обеспыливанию воздуха».

Выполнение мероприятий по предупреждению взрывов угольной пыли должны осуществляться по графикам, ежеквартально разрабатываемыми начальником участка ВТБ и утверждаемыми главным инженером шахты (п.3.6.19 ПБ). Утверждённые графики направляются начальнику участка, который несёт ответственность за их выполнение, и подразделению ГВГСС.

Не реже одного раза в квартал контроль пылевзрывобезопасности выработок производится подразделениями ГВГСС (п.3.6.21). При обнаружении пылевзрывоопасного состояния выработок командир подразделения ГВГСС срочно уведомляет об этом главного инженера шахты и территориальный орган Госгорпромнадзора. Контроль пылевзрывобезопасности выработок осуществляется приборами или лабораторным анализом и визуально. В выработках, состояние которых не соответствует требованиям п. 3.6.21 ПБ, работы должны быть прекращены и приняты немедленные меры по устранению нарушений пылевого режима.

Выполнение мероприятий по борьбе с пылью проводится силами участков в закреплённых за ними выработках. Отдельные виды работ для различных участков могут выполняться участком профилактических работ по технике безопасности (п.8.2 «Инструкции по комплексному обеспыливанию воздуха»). Руководитель производственного участка совместно с начальником участка ВТБ определяет потребность и составляет заявку на оборудование, запасные части, КИП и материалы для борьбы с пылью (п.8.3 Инструкции).

Механик участка обязан обеспечить техническое обслуживание и работу оборудования для борьбы с пылью, а также средств пылеподавления и пылеулавливания забойных машин в соответствии с руководствами по их эксплуатации и выполнение ППР, а главный механик шахты должен обеспечить ремонт указанного оборудования (п. 8.4 Инструкции…). На главного механика возлагается и организация работ по водоподготовке и водоснабжению для целей пылеподавления (п.8.5 Инструкции…). Контроль поступающего на шахту оборудования осуществлется энергомеханической службой шахты в соответствии с технической документацией (п.8.6 Инструкции…).

Все должностные лица при выявлении нарушений мероприятий по борьбе с пылью должны принимать меры по их устранению.

Общий контроль за выполнением противопылевых мероприятий и состоянием средств борьбы с пылью на шахте, а также организация контроля запылённости воздуха в подземных выработках возлагается на участок ВТБ (п.8.8 Инструкции…).

Контроль качества мероприятий по борьбе с пылью включает:

контроль состояния оборудования для пылеподавления, разделяемый на оперативный и периодический;

контроль концентрации пыли в воздухе в соответствии с «Инструкцией по замеру концентрации пыли и учёту пылевых нагрузок.

В зависимости от цели измерения определяются максимально разовая (оперативный пылевой контроль) или среднесменная (периодический пылевой контроль) концентрация всей витающей в воздухе пыли.

Значение максимально разовой концентрации пыли используется для оценки эффективности обеспыливающих мероприятий.

Значение среднесменной концентрации пыли используется для оценки условий труда по пылевому фактору (путём сравнения полученных значений с предельно допустимыми концентрациями пыли) и учёта пылевых нагрузок на рабочих.

5.6.2 Оперативный пылевой контроль

Оперативный (ежесменный) контроль осуществляют должностные лица участка, в чьём ведении находятся выработки, а также должностные лица шахты и участка ВТБ при посещении выработок. При этом контроле контролируется состояние оборудования для борьбы с пылью, исправность его работы, состояние пожарно-оросительных трубопроводов и забойных водопроводов. В случае обнаружения при оперативном контроле неисправностей или неиспользования средств борьбы с пылью, а также при нарушении технологии проведения обеспыливающих мероприятий работы в выработке должны быть остановлены и приняты меры по устранению этих недостатков (пп.8.10, 8.12, 8.13 «Инструкции по комплексному обеспыливанию воздуха»).

Замеры концентрации пыли должны проводиться при выполнении основных производственных процессов (п.2.1 «Инструкции по замеру концентрации пыли в шахтах и учёту пылевых нагрузок»). Измерения концентрации пыли должны проводиться в соответствии с графиком, который за 15 дней до начала месяца составляется начальником участка ВТБ и утверждается техническим руководителем предприятия (главным инженером).

Отбор проб пыли или измерения концентрации пыли должны производиться на середине высоты выработки, а в выработках высотой более 2 м на высоте 1,5 м от почвы.

В очистных выработках пологих и наклонных пластов отбор проб или измерения концентрации пыли должны производиться над конвейером.

Замерное сечение должно располагаться в следующих местах в зависимости от типа источников пыли:

при выемке угля комбайном или отбойными молотками на крутых пластах в примыкающей к лаве выработке с исходящей вентиляционной струёй, в 10-15 м от линии забоя;

при выемке угля комбайнами и стругами на пологих и наклонных пластах в лаве в 10-15 м от вентиляционного штрека;

при щитовой выемке крутых пластов на рабочем месте машиниста;

при проведении подготовительных выработок в 25-30 м от забоя;

в конвейерных выработках в 10-15 м от каждого пункта перегрузки угля по направлению движения воздуха (п.2.4 Инструкции…).

Продолжительность измерения максимально разовой концентрации пыли должна составлять не < 30 мин. при нормальном течении основного пылеобразующего процесса.

5.6.3 Периодический пылевой контроль

Периодичность измерений не реже одного раза в квартал. Замеры концентрации пыли проводятся на всех рабочих местах. Если запылённость воздуха на отдельных рабочих местах не превышает предельно допустимых концентраций, измерения можно производить не реже одного раза в год или по мере необходимости (п.3.1 «Инструкции по замеру концентрации пыли в шахтах и учёту пылевых нагрузок»).

При периодическом контроле проверяется соответствие фактических параметров применяемых способов и средств борьбы с пылью, указанных в паспортах выемочного участка, проведения и крепления подземных выработок с помощью КИП (манометров, счётчиков-расходомеров, водомеров, влагомеров и др.). В случае выявления нарушений должны быть даны предписания соответствующим службам по их устранению (п.8.14 «Инструкции по комплексному обеспыливанию воздуха»).

Периодический пылевой контроль проводится работниками ГВГСС или специализирован ной организацией.

Измерения концентрации пыли должны проводиться в соответствии с графиком, который за 15 дней до начала квартала составляется начальником участка ВТБ, согласовывается с ГВ ГСС или специализированной организацией и утверждается главным инженером предприятия. (п.3.3 Инструкции … Приложение 2).

Пылемер или пробонаборник должен располагаться в зоне дыхания работающего, но не далее 0,5 м от его лица. Допускается в отдельных случаях расположение пробонаборника на расстоянии не более 1 м от работающего по направлению движения струи.

Измерение среднесменной концентрации пыли должно вестись в течение не < 75% продолжительности смены при условии охвата всех производственных операций в течение смены, перерывов в работе и выполнения установленной нормы выработки не < чем на 80%.

Отбор проб или замеры концентрации пыли должны оформляться актом-наряда (п.3.5 Инструкции… Приложение 3). Результаты замеров, оформленные в виде извещения (Приложение 4), передаются шахте в двухдневный срок.

5.6.4 Учёт пылевых нагрузок

На каждом участке шахты должен вестись журнал учёта пылевых нагрузок рабочих и должностных лиц. В конце каждого квартала в журнал заносят на каждого работника данные о количестве отработанных смен и среднесменной концентрации пыли на рабочем месте на основании записей в табелях выходов, книге нарядов и извещениях о результатах замеров концентрации пыли.

Ответственность за ведение журнала возлагается на руководителя участка. Журнал должен храниться не менее 25 лет. Контроль пылевых нагрузок на шахте осуществляется лицом, назначенным приказом руководителя предприятия. Указанное лицо ежегодно подсчитывает пылевые нагрузки по п. 4.3 Инструкции учёта пылевых нагрузок и суммирует их за все кварталы. Полученное значение суммируется с пылевыми нагрузками за предшествующий период. Если сумма пылевых нагрузок будет превышать предельно допустимую пылевую нагрузку (приведены в таблице Инструкции), работник должен быть выведен из работы в запылённой атмосфере. Работавшие ранее на других шахтах обязаны представить к учёту данные о полученных пылевых нагрузках на прежних предприятиях.

5.6.5 Индивидуальные средства защиты от пыли

Индивидуальная защита органов дыхания работников от угольной и породной пыли осуществляется с помощью противопылевых респираторов, которые обеспечивают очистку вдыхаемого воздуха от пыли до предельно допустимых концентраций и ниже.

Противопылевые респираторы применяют в тех случаях, когда комплекс обеспыливающих мероприятий не обеспечивает снижения запылённости воздуха на рабочих местах до предельно допустимых концентраций.

В шахтах нашли применение следующие типы противопылевых респираторов:

клапанные респираторы длительного пользования «Астра-2» и Ф-62Ш;

бесклапанные респираторы разового пользования ШБ-1, «Лепесток-5», «Лепесток-200» и У-2К.

По конструкции клапанные респираторы представляют собой резиновую полумаску с одним или двумя патронами, в которых помещаются сменные фильтры из ткани ФПП-15. Предназначаются для горноработников всех профессий при высоком содержании пыли в воздухе и большой физической нагрузке.

Бесклапанные респираторы по конструкции представляют собой фильтрующую полумаску, изготовленную из марли в сочетании с тканью ФПП-15 (ФПП-70) или пенополиуретана. Предназначаются для работников, занятых трудом без большой физической нагрузки.

Для пользования нужно правильно выбрать и плотно подогнать респиратор, чтобы он хорошо прилегал к лицу, а выдыхаемый воздух нигде не проходил.

При эксплуатации респираторов необходимо соблюдать следующие правила.

Для клапанных респираторов:

во время работы периодически производить стряхивание пыли с фильтра;

после каждой рабочей смены осуществлять прочистку фильтров от пыли в респираторной продуванием или отсасыванием пыли с помощью специальной установки;

производить замену фильтров при увеличении сопротивления дыханию;

дезинфицировать полумаски респираторов через каждые 10 дней.

Для бесклапанных респираторов:

не касаться фильтрующей части респираторов руками во время работы;

по окончании работы, при выходе из запылённой выработки, развязать тесёмки и, не дотрагиваясь до полумаски, осторожно снять респиратор во избежание распыления осевшей на него пыли.

...