Мероприятия по борьбе с рудничной пылью

На рис. 21 показаны общий вид и принципиальная схема автоматического управления водяной завесой, применяемой на некоторых полиметаллических рудниках.

Схема состоит из фотосопротивления ФСД или ФСК, датчика импульсов, собранного на бесканальном тиратроне ТХ-ЗБ, реле времени Е-52, исполнительного механизма -- электромагнитного клапана ЭК-6.

В последнее время разработан новый метод осаждения пыли с помощью распыленной электризованной воды. Распыленная в выработке электризованная вода, взаимодействуя с пылевыми частями, интенсифицирует осаждение тонкодисперсных фракций пыли, не захватываемых каплями обычной воды . Установка для обеспыливания воздушных потоков по этому методу состоит из четырех одинаковых секций, размещаемых у кровли выработки. Каждая секция включает 10 гидропневматических форсунок и устройства для электризации распыленной воды. Питание установки осуществляется от высоковольтного выпрямительного агрегата АПР-1.

Проведенные испытания на Березовском руднике показали, что при электризации воды остаточная запыленность в 2,2 раза ниже по сравнению с орошением потока аэрозолей незаряженной водой.

При одинаковой эффективности пылеулавливания расход электризованной воды в 3--4 раза меньше, чем обычной воды. Стоимость очистки воздуха (затраты на сжатый- воздух, воду, электроэнергию, заработную плату) составляет 1,1коп. на 1000 л\3 очищенного воздуха, нз них 88% приходится на стоимость сжатого воздуха.

2. Вентиляция -- как средство борьбы с рудничной пылью

Вентиляция -- одно из основных средств борьбы с рудничной пылью. Эффективное проветривание подземных выработок при использовании других средств обеспыливания позволяет резко снизить запыленность воздуха как в отдельно действующих забоях, так и в целом по руднику.

Для эффективного использования вентиляции для борьбы с рудничной пылью необходимо:

1) применение не только на силикозоопасных, но и на всех шахтах со значительным пылеобразованием искусственного проветривания подземных выработок;

чтобы количество подаваемого в шахту воздуха обеспечивало не только разжижение и вынос вредных и ядовитых газов, но и тон кодисперсной пыли;

чтобы в рудник поступал только чистый незапыленный воздух (согласно предварительной рекомендации отдела аэрологии ИГД им. А. А. Скочинского, запыленность поступающего воздуха при выходе его из околоствольного двора должна быть не выше 0,2 мг/м3);

обособленное проветривание каждого выемочного участка (блока) с отводом отработанных струй непосредственно на вентиляционный горизонт.

Воздух, поступающий для проветривания в участки и блоки, должен содержать не более 0,5 мг/м3 пыли.

Подачу воздуха в шахту часто осуществляют по основным стволам, служащим для выдачи горной массы, спуска и подъема людей и т.п. На промплощадке вблизи устьев этих стволов постоянно происходят разгрузка скипов, погрузка руды из бункеров в вагоны и другие операции, связанные с образованием пыли. Все это вызывает загрязнение поступающего в шахту воздуха. Так, по замерам Криворожского института гигиены труда и профзаболеваний и НИГРИ, запыленность воздуха на промплощадках ряда шахт Криворожского бассейна доходит до 3 мг/м3, а в дни, когда скорость ветра достигает 4--5 м/сек, -- до 5 мг/м3.

Аналогичное наблюдается и на ряде шахт Урала. По данным Ф. Н. Рыжкова и Б. А. Семененко (институт Унипромедь), запыленность воздуха, подаваемого в стволы на некоторых медноколчеданных рудниках, достигает 1--1,5 мг/м3, т. е. превышает более чем в 5 раз установленную норму (0,2 мг/м3).

При прохождении воздуха по выработкам содержание пыли в нем возрастает до 4 мг/м3. Это, как правило, преимущественно тонкодисперсная пыль. Вполне очевидно, что в этих случаях снижение концентрации пыли в горных выработках до санитарной нормы в 2 мг/м3 не представляется возможным. Поэтому возникает необходимость в обеспыливании подаваемого в рудник воздуха.

Институтом Унипромедь на основе проведенных исследований доказана целесообразность подачи воздуха в рудник е высоты 30-- 35 м от уровня земли, так как концентрация пыли на этой высоте не превышает 0,2--0,3 мг/м3.*

При этом возможны три схемы подачи воздуха (рис. 22).

По первой схеме (рис. 22, а) воздух подается через верхнюю часть копра 1, изолированного от надшахтного здания. Источники пыли в надшахтном здании локализуются аспирационными установками с обеспыливанием отсасываемого воздуха. Для надежной изоляции станка копра от надшахтного здания наряду с обшивкой копра листовой сталью устанавливаются герметичные двери 2 на посадочных и грузовых площадках.

* По данным замеров Б. А. Семененко.

При второй схеме (рис. 22, б) воздух подается в ствол шахты ниже нулевой отметки по специальной трубе 1 высотой 35--40 л, расположенной от надшахтного здания 2 на расстоянии 50--60 л.

Рис. 22. Схемы подачи воздуха в рудник

Воздухопадающая труба соединяется со стволом 3 выработкой 4, в которой установлен вентилятор 5. Выработка 4 сообщается с калориферной установкой 6.

По третьей схеме (рис. 22, в) воздух поступает в рудник, как и при второй, через специальную воздухозаборную трубу 2, сообщающуюся со стволом 2 выработкой 3. Рудник проветривается всасывающим способом. Для предотвращения поступления пыли от источников ее образования, расположенных в надшахтном здании 5 и копре 6, в устье ствола устанавливается рециркуляционная воздушная завеса 4.

Во всех вариантах предусматривается осуществление следующих мероприятий: 1) благоустройство и озеленение промплощадки; 2) систематическое орошение дорог и площадки; 3) оборудование аспирационных установок в местах пылеобразования в надшахтном здании.

Подача воздуха по первой схеме осуществлена на Дегтярском медном руднике. В результате проведенных работ запыленность воздуха, подаваемого в рудник, снизилась до 0,3--0,4 мг/м3. Вторая и третья схемы подачи воздуха рекомендуются для вновь строящихся рудников и шахт.

Однако наиболее целесообразным следует считать подачу воздуха в рудник по специальным вентиляционным или вспомогательным стволам, не связанным с грузовыми околоствольными дворами. От этих стволов воздух должен доходить до рабочих мест по коротким путям, минуя возможные источники пылеобразования. Преимущество такого способа подачи свежего воздуха проверено на опыте работы ряда крупных рудников. На шахте «Гигант» для подачи воздуха в течение ряда лет используется клетевой ствол. Подача воздуха для проветривания рудника им. М. С. Кирова также осуществляется по стволам, служащим только для вентиляции.

Для очистки вентиляционных потоков от пыли на шахтах (рудниках) широко применяют водяные завесы. Однако они не могут обеспечить снижение запыленности воздуха до требуемого уровня. Поэтому возникла необходимость в создании эффективных средств обеспыливания вентиляционных потоков, основанных на современных методах физики и физической химии. Прежде всего необходимо отметить установки, основанные на использовании электрического метода улавливания пыли (электрофильтры). Известны несколько конструкций рудничных электрофильтров: ИЭФ-1 и НЭФ-2 кон-ч струкции ИГД им. А. А. Скочинского; ЭПМ-55 -- ВНИИцветмета; ЭПО или РЭФ-10 -- ИГД АН Каз.ССР и ВНИИцветмета; РИОН-3, 4 -- Унипромедь и др.

В 1963 г. Центральной комиссией по борьбе с силикозом были организованы сравнительные испытания указанных электрофильтров. В результате испытаний были установлены преимущества электрофильтров ЭПМ-55 и ИЭФ-2. Государственной комиссией они были рекомендованы для промышленного изготовления.

Электрофильтр ЭПМ-55 представляет собой горизонтальный двухполюсный аппарат, работающий в сочетании с оросительной системой. Активная часть электрофильтра (рис. 23) представляет собой систему чередующихся осадительных 3 и коронирующих 4 электродов. Осадительные электроды выполнены из трубок овальной формы, установленных против каждого коронирующего электрода. Трубки собраны в одинаковые плоские пакеты (по три электрода в каждом), свободно выдвигаемые в корпус 1 фильтра со стороны входа и выхода потока воздуха. Коронирующие электроды натягиваются между осадительными электродами специальными пружинами, приваренными к коромыслам 5. На входе и выходе потока воздуха фильтр снабжен сетчатыми дверцами 2, сблокированными с включением напряжения.

Вся система коронирующих электродов посредством рамы 6 опирается на опорно-проходные изоляторы 7. Вентилятор 8, нагнетая в изоляторную коробку 9 очищенный воздух, препятствует попаданию водяных капель в коробку. Влажность нагнетаемого воздуха снижается электрообогревателями 10. Осадительные электроды и корпус фильтра заземлены и подключены к положительному полюсу высоковольтного выпрямителя питания электрофильтра. Коронирующие электроды подключены к отрицательному полюсу. Перед электрофильтром или на его дверцах со стороны входа воздуха устанавливаются форсунки, распыляющие воду навстречу движению воздушного потока.

Питание электрофильтра производится от серийно выпускаемого электроагрегата АФП-90-200. Работает электрофильтр следующим образом. Запыленный воздух перед входом в фильтр орошается форсунками, и образовавшийся пыле-водяной туман поступает в аппарат. В электрическом поле коронного разряда частицы пыли и капельки воды получают электрические заряды и осаждаются на осадительных и частично на коронирующих электродах.

Рис. 23. Электрофильтр ЭПМ-55 конструкции ВНИИцветмет

Осевшая пыле-водяная смесь стекает с поверхности электрода в нижней части фильтра и далее по углублению в фундаменте -- в водосточную канавку выработки. Электрофильтр ЭПМ-55 рассчитан на очистку 55 000 м3/ч воздуха. В настоящее время электрофильтры этого типа внедрены на рудниках Иртышского и Лениногорского комбинатов. Практика применения их на этих рудниках показала, что они обеспечивают высокую степень очистки воздуха (до 0,2 мг/мя и ниже). При этом очистка воздуха осуществляется при незначительном аэродинамическом сопротивлении (1--2 мм вод. ст.) и расходе электроэнергии 0,08--0,1 квт-ч на 1000 м3 очищенного воздуха.

Ионизированный фильтр ИЭФ-2 по сравнению с электрофильтром ЭПМ-55 является сухим и может применяться в глубоких рудниках с повышенной температурой воздуха, при ограниченных расходах воды, а также в условиях вечной мерзлоты.

3. Мероприятия по обеспыливанию производственных помещений и бытовых комбинатов рудников

В системе профилактики пневмокониоза на рудниках важное значение имеют мероприятия по обеспыливанию производственных помещений и помещений бытовых комбинатов. Необходимо систематически убирать осевшую в них пыль. При этом для периодической уборки относительно небольших количеств пыли со стен и оборудования целесообразно применять передвижные установки, состоящие из вентилятора, гибкого шланга длиной 12--15 а и набора сопел; в больших помещениях со значительными скоплениями пыли -- стационарные пылеулавливающие устройства.

В помещениях бытовых комбинатов основным источником загрязнения воздуха является спецодежда. В некоторых случаях во время пересмены концентрация пыли в этих помещениях достигает 25-- 30 мг/м3. Поэтому необходимы мероприятия по обеспыливанию спецодежды. Пыль из спецодежды удаляется с помощью специальных машин и установок по обеспыливанию.

На рис. 24 показана схема такой установки, разработанной Пермским научно-исследовательским угольным институт ом (ПермНИУ И)*. Она основана на пневмомеханическом способе обеспыливания. Для очистки одежды в нем используются цилиндрические вращающиеся щетки 5, а также попеременно действующие струи сжатого воздуха, интенсивно обдувающие и встряхивающие одежду 5 о верхнюю и нижнюю решетки 1. Струи сжатого воздуха подаются соплами 2. Поступательное движение одежды через установку осуществляется под действием тех же пульсирующих струй и конвейера 4.

* Канд. медицинских наук П. А. Колеватов и др. «Исследование параметров пневмомеханического способа обеспыливания спецодежды». Борьба с силикозом. Сб. статей, т. VII. Изд-во «Наука», 1967.

Рже. 24. Обеспыливающее устройство конструкции ПермНИУИ

4. Индивидуальная защита от пыли респираторами

Для индивидуальной защиты от пыли применяют противопылевыереспираторы, которыми обеспечиваются все рабочие и технический надзор, занятые на работах, связанных с пылеобразованием. Известно много конструкций противопылевых респираторов: РН-16 РН-21; Ф-46, РПП-67; ПРШ-2-59; ПРБ-1, ПРБ-5 и др. Однако не все они получили практическое применение ввиду присущих им недостатков (значительный вес; относительно большой объем мертвого пространства ; неудовлетворительные ланевые части; значительный рост сопротивления вдоху в условиях большой запыленности и при большой физической нагрузке и др.).

Для дальнейшего улучшения конструкций респираторов Центральная комиссия по борьбе с силикозом установила новые требования к промышленным противопылевым респираторам.

Основные из них следующие.

1. Респиратор должен обеспечивать:

а) очистку воздуха от пыли до содержания ее в количествах, не превышающих предельно допустимой нормы;

б) сопротивление вдоху при одностороннем движении воздуха и расходе 30 л/мин в начале рабочей смены не выше 4 мм вод. ст., и сопротивление выдоху не более 3 мм вод. ст. для бесклапанных и 5 мм вод. ст. -- для клапанных респираторов.

* Пространство между полумаской и лицом.

Конструкция лицевых частей респиратора должна обеспечивать среднее содержание углекислого газа во вдыхаемом воздухе при работе средней тяжести не более 25%.

Респиратор должен ограничивать поле зрения не более чем на 25%.

Вес для респираторов с выделенным в самостоятельный конструктивный узел фильтрующим элементом должен быть не более 300 г, а для респираторов, совмещенных с корпусом лицевой части фильтрующим элементом, -- не более 75 г.

Респиратор не должен стеснять движений при работе, раздражать кожу лица; он должен удобно и надежно крепиться на голове. Стоимость серийных респираторов должна быть невысокой, а их эксплуатация -- надежной.

В последние годы созданы улучшенные конструкции противо-пылевых респираторов: бесклапанный респиратор ШБ-1 «Лепесток» и клапанный респиратор «Астра-2» конструкции Института биофизики Министерства здравоохранения СССР и Института физической химии им. Л. Я. Карпова, Ф-62Ш и У-2 конструкции Министерства химической промышленности СССР, РП-5 конструкции Научно-исследовательского института резиновой промышленности, НИГРИ-1 конструкции Криворожского НИГРИ и РПЦ-22 конструкции Ц НИГРИ. Все эти респираторы выгодно отличаются от выпускаемых до настоящего времени респираторов РШ1-57, ПРБ-5, ПРШ-2 и др. В качестве фильтрующего материала в них использована ткань ФПП. Использование этой ткани, обладающей высокой пылезадерживающей способностью, позволило значительно уменьшить вес большинства конструкций респираторов и повысить коэффициенты пыле-задержания при небольшом начальном сопротивлении дыханию.

По конструктивному оформлению эти респираторы могут быть разделены на две группы:

респираторы со сменными гофрированными фильтрами, раз мещенными в фильтровальных коробках («Астра-2», НИГРИ-1 и Ф-62Ш); все эти респираторы многоразового действия и предназна чены для длительного использования;

респираторы, в которых фильтром служит сама маска («Лепе- сток-200», «Лепесток-40» -- бесклапанные; У-2 и РПЦ-22 с клапа нами дыхания); они предназначены для кратковременного поль зования.

Ниже приведено краткое описание указанных типов респираторов. Респиратор «Астра-2» (рис. 25, а) состоит из резиновой полумаски НПМ-2, двух коробок по бокам маски, в которых смонтированы сменные гофрированные фильтры и клапаны выдоха. В качестве фильтрующего материала используется ткань ФПП-15.

Респиратор НИГРИ-1 (рис. 25, б) состоит из резиновой полумаски с двумя клапанами вдоха и одним клапаном выдоха. Фильтрующий материал -- ткань ФПП-15. Обтюратор трикотажный. Респиратор Ф-62Ш (рис. 25, б) состоит из резиновой полумаски ПР-7, одного клапана вдоха и одного клапана выдоха. К верхнему клапану прикреплена фильтровальная коробка.

Респираторы марки «Лепесток» (рис. 30, а) выполнены в виде сплошной легкой полумаски; состоят из корпуса фильтра, помещенного между двумя слоями марли, резинового шнура, при помощи которого создается полусферическая форма респиратора и обеспечивается плотное прилегание респиратора к лицу, алюминиевой пластинки для обжатия верхнего края респиратора по форме переносицы, двух лямок для крепления респиратора на шее и винипла-стовой распорки, поддерживающей полусферическую форму респиратора. Цифры 200, 40 и 5 показывают, на какое количество предельно допустимых концентраций высокодисперсной пыли (мельче 2ц) рассчитан респиратор.

Рис. 25. Противопылыше респираторы со сменным гофрированными фильтрами

Респиратор РПЦ-22 (рис. 30, б) состоит из полумаски в виде усеченного конуса из двух слоев нетканого материала фильтрокартона и одного слоя ткани ФПП. По центру полумаски вмонтирована выдыхательная трубка с резиновым клапаном. Обтюратор полумаски выполнен из мелкопористого пенополиуретана.

Для выявления области рационального применения различных конструкций респираторов и их физико-гигиенической характеристики Центральной комиссией по борьбе с силикозом были организованы сравнительные лабораторные и производственные испытания респираторов новых конструкций. Результаты этих испытаний приведены в табл. 6.

По результатам испытаний установлены наиболее эффективные респираторы, удовлетворяющие основным конструктивным и гигиеническим требованиям: «Астра-2», Ф-62Ш, «Лепесток-5», «У-2к» (см. рис. 30, в), которые могут применяться в различных отраслях промышленности. При этом в условиях высокой запыленности при работах с большой физической нагрузкой рекомендуются респираторы «Астра-2» и Ф-62Ш, а для рабочих, выполняющих работу средней тяжести и легкую, а также для инженерно-технического состава-- респираторы «Лепесток-5» и У-2к.

В условиях небольших концентраций пыли (до 25 мг\м3) могут применяться респираторы РПЦ-22Д,

Недостатком этих респираторов является образование в полумасках конденсата выдыхаемого воздуха, что затрудняет их использование при отрицательных температурах рудничного воздуха ввиду замерзания сконденсировавшейся влаги.

Рис. 31. Противопыльные респираторы, в которых фильтром служит сама маска

Рис. 31. Респиратор конструкции ВНИИ-1

Институтом ВНИИ-1 разработана конструкция респиратора (рис. 61), исключающая образование конденсата в полумаске *. Респиратор конструкции ВНИИ-1 состоит из полумаски 1, фильтра 5, клапанов вдоха 4 и выдоха 6 и элементов крепления на голове 9. Полумаска из полиэтилена с па-ралоновым обтюратором 8. Внутренняя часть полумаски выполнена из двух слоев полиэтиленовой пленки 7. Между слоями заключен воздух, служащий термоизоляцией. Термоизоляция выравнивает температуру выдыхаемого воздуха и внутренней стенки полумаски; этим достигается предотвращение образования конденсата. Фильтр из ткани ФПП крепится распоркой 5 на полумаске и закрывается крышкой 2.

5. Медико-санитарные и социально-бытовые мероприятия

К медико-санитарным мероприятиям относятся предварительные медицинские осмотры всех рабочих и служащих, поступающих на горные работы. Все рабочие и инженерно-технические работники, занятые на работах, опасных по заболеванию пневмокониозами, должны подвергаться периодическому (не реже одного раза в год) медицинскому осмотру с обязательной рентгенографией. Предвари тельные и периодические медицинские осмотры являются важными мерами по профилактике силикоза среди горнорабочих и должны проводиться с особой тщательностью. Целью этих осмотров является недопущение на работы со значительным пылеобразованием лиц, предрасположенных к заболеванию и развитию пневмокониоза, а также свое временное выявление заболевших и перевод их заранее да другую работу, не связанную с вдыханием производственной пыли. На всех горных предприятиях должны быть организованы кварцевоеоблучение, профилактические ингаляции и лечебная гимнастика. Все это является эффективным средством улучшения общего состояния трудящихся и, в частности, функции дыхания.

В системе профилактических мероприятий важное значение имеют специальные мероприятия по охране труда и улучшению социально-бытовых условий рабочих.

К мероприятиям такого рода относится сокращенный рабочий день, дополнительные отпуска для рабочих, занятых на работах, где породы или руды содержат свыше 10% SiO2, улучшенное питание и направление рабочих в дома отдыха и санатории.

Размещено на Allbest.ru