Борьба со взрывами угольной пыли

На угольных шахтах, опасных по взрывам пыли, проводится целый комплекс мероприятий, направленных на снижение запылен­ности горных выработок, на уменьшение пылеобразования при веде­нии работ, на предотвращение взрыва пыли и на локализацию воз­никшего взрыва.

Чтобы предотвратить скопление больших количеств пыли на почве, стенках и кровле выработок, производится периодическая уборка ее в местах интенсивного пылеобразования, связывание пыли, осевшей на стенках и кровле выработок, известково-цементным рас­твором. Уменьшение пылеобразования при ведении работ достигается орошением забоев выработок, применением средств пылеподавления при взрывных работах, орошением зарубных щелей при работе врубовых машин и комбайнов и др.

В качестве основных мер предупреждения возникновения и лока­лизации возникшего взрыва применяются осланцевание выработок и установка сланцевых заслонов, а в качестве комплексного метода, направленного не только на снижение общей запыленности шахты, но и на снижение газовыделения, — различные способы предвари­тельного увлажнения пластов.

Рис. 4. Установка в выработке сланцевого заслона

Осланцевание выработок заключается в искус­ственном доведении зольности осевшей в выработках угольной пыли до предела, при котором она перестает взрываться. В качестве золы применяется инертная пыль — измельченный светлый глинистый сланец, содержащий не более 5% горючих компонентов и 10% сво­бодного кремнезема и проходящий на 99% через сито № 06.

Расход инертной пыли устанавливается опытным путем, периодич­ность осланцевания зависит от интенсивности пылеотложения, при­чем необходимость в повторном осланцевании в простейшем случае устанавливается сравнением цвета осевшей в выработке пыли с цве­том пыли, имеющей необходимую зольность.

Указанное мероприятие не устраняет полностью опасности взрыва пыли, поэтому необходимо принимать меры по локализации возник­шего взрыва.

Одна из таких мер — установка сланцевых заслонов.

Сланцевые заслоны представляют собой полки, уста­навливаемые поперек выработки (рис. 4) на специальных подставках трапециевидной формы.

Согласно Правилам безопасности, количество пыли в сланцевом заслоне подсчитывается из расчета 400 кг на 1 м² поперечного сечения выработки.

Исходя из этого определяется протяженность заслонов. Обычно они занимают 20—25 м по длине выработки и устанавливаются на расстоянии не менее 60 и не более 300 м от места возможного взрыва.

Защитное действие заслонов основано на том, что взрывная волна опрокидывает полки, вследствие чего создается пылевая завеса, пре­кращающая распространение взрыва. Сланцевые заслоны можно снабдить устройством для принудительного срабатывания — датчи­ком; в этом случае расстояние от заслона до возможного места взрыва может быть уменьшено.

Для предупреждения и локализации взрывов угольной пыли при проведении подготовительных выработок с применением взрывных работ ВостНИИ рекомендует до и после взрывания оро­шать забой и примыкающую к нему выработку по всему периметру на протяжении 20 м водным раствором сма­чивателя ДБ (0,1%). Расход раствора 1—1,1 л/м^г. Для предупреждения взрывов взвешенной угольной пыли рекомендуется применять предварительное распыление воды, помещенной в полиэ­тиленовые мешки, путем взрывания заряда ВВ.

Положительные результаты получены в ВостНИИ по испытанию первичных водяных заслонов принудительного действия, предназна­ченных для гашения взрывов пыли на призабойном участке подгото­вительных выработок. Заслоны этого типа (рис. 5) устанавливаются: на расстоянии 25—40 м от возможного места взрыва пыли и предста­вляют собой заполненные водой V-образные сосуды емкостью 40 л, которые могут иметь специальные устройства для регулирования, скорости выливания воды. Заслоны применяются при удалении забоя подготовительной выработки от очистного на 40—150 м.

В настоящее время ВостНИИ предложен комплекс мероприятий, направленных на предупреждение и локали­зацию взрывов угольной пыли, основанных на применении воды. Для локализации взрывов рекомендуется применять, кроме первич­ных, основные водяные заслоны, служащие для изоляции очистных забоев, отдельных пластов, крыльев шахтного поля и т. д. Основные водяные заслоны представляют собой ряд опрокидывающихся метал­лических, деревянных или пластмассовых сосудов трапециевидного сечения емкостью до 80 л. Количество воды и число сосудов в заслоне определяются из расчета 400 л воды на 1 м^г поперечного сечения выра­ботки, общая длина заслона должна быть не менее 30 м., расстояние от заслонов

Рис. 5. Водяной заслон принудительного дей­ствия

до забоев выработок, сопряжений штреков с квер­шлагами и т. п. должно быть не менее 75 и не более 250 м.

Для связывания отложившейся в выработках пыли рекомендуется применять жидкие составы, содержащие от 20 до 25% хлористого кальция и 1% смачивателя ДБ, и пасты, получаемые при добавле­нии к жидкому составу 5—6% гидрата окиси магния. Кроме того, на участках выработок, примыкающих к лавам, рекомендуется осу­ществлять связывание отложившейся пыли туманообразующими завесами, создаваемыми туманообразователями ОП-1 или ТЗ-1, число которых определяется в зависимости от количества проходя­щего по выработке воздуха.

Предварительное увлажнение угольных пластов является одним из эффективных способов уменьшения пылеобразования при различных операциях в угольных шахтах, а следовательно, создания благоприятных санитарно-гигиенических условий и уменьшения возможности возникновения взрыва пыли. Увлажнение может производиться через шпуры, короткие скважины, пробуренные перпендикулярно или под углом к плоскости забоя, а также через длинные скважины, которые при сплошной, столбовой и слоевой системах разработки пробуриваются параллельно плос­кости забоя, а при щитовой — перпендикулярно.

Эффективность нагнетания воды через длинные скважины выше, чем через шпуры и короткие скважины. Запыленность при расходе воды около 6 л/ т уменьшается на 50—70%, при расходе 6—15 л/т — на 70—80% и при 20—30 л/т — на 80—90%.

Влажность угля при нагнетании воды увеличивается не более чем на 1 —1,5%. Несмотря на высокую эффективность этого метода запыленность атмосферы на рабочем месте машиниста комбайна остается высокой. Поэтому необходимо применять комплексное обес­пыливание, состоящее из эффективного проветривания лав при опти­мальной скорости движения воздуха в сочетании с предварительным увлажнением пласта, орошением зарубных щелей при работе ком­байнов и погрузке угля в вагонетки. На крутых пластах следует при­менять отбойные молотки с оросительными устройствами.

Комплексное обеспыливание при проведении подготовительных выработок заключается в предварительном увлажнении пласта через шпуры глубиной около 4 м, применении орошения при работе погрузочной машины и установке специальных оросителей, которые включаются перед взрыванием зарядов в шпурах для подавления образующейся при этом пыли. Опыты, проведенные МГИ на шахтах Карагандинского бассейна, показали, что остаточная запыленность в забоях в этом случае находилась в пределах 8—15 мг/м³, а в неко­торых пунктах выработок даже 2—8 мг/м³.

Таким образом, при комплексном обеспыливании устраняется опасность взрыва пыли и создается нормальная санитарно-гигиени­ческая обстановка в рабочих забоях.

Уместно упомянуть, что угольная пыль, обработанная водой, под влиянием активной вентиляционной струи быстро высыхает и при динамическом воздействии на нее может быть снова взвешена в воз­дух. При этом, как показали исследования, проведенные в КНИУИ, степень взрывчатости пыли увеличивается в 1,5—3 раза. Поэтому при орошении желательно применять воду с добавкой таких смачива­телей, которые, как, например ДБ, снижают взрывчатость пыли: после ее высыхания.