Зниження запиленості повітря при виробничих процесах в гірничих виробках марганцевих шахт

Abstract

У дисертаційній роботі шляхом встановлення закономірностей утворення, поширення та осадження пилу при виконанні основних технологічних операцій і розробці на цій основі способів і засобів зниження запиленості повітря на робочих місцях, здійснено вирішення актуальної наукової задачі поліпшення санітарно-гігієнічних умов праці гірників в тупикових очисних заходках і конвеєрних виробках марганцевих шахт. Визначено вплив динамічних характеристик повітряного потоку на інтенсивність пилоутворення при роботі видобувного комбайна.Шляхом експериментальних досліджень отриманіпараметри інтенсивності пилоутворення в залежності від застосовуваної конструкції робочого органу комбайна і фізико-механічних властивостей марганцевої руди.Вивчено динаміку накопичення пилу в горизонтальних і похилих виробках при транспортуванні руди конвеєром.Розроблено математичну модель взаємодії між частинками марганцевої руди і поверхнею конвеєрної стрічки з урахуванням сил адгезії і аутогезії при покритті поверхні стрічки вологоємними дрібнодісперсними фракціями. На підставі виконаних досліджень розроблено спосіб попередження накопичення дрібнодисперсних компонентів марганцевої руди на поверхні холостої гілки конвеєра із застосуванням антиадгезійнихзасобів, що дозволяє знизити кількість пилу в підконвеєрному просторі. Розроблено пристрій для герметизації вузлів перевантаження стрічкових конвеєрів, що дозволяє підвищити ефективність процесу аспірації і знизити запиленість повітря в виїмкових штреках. Розробленаконструкціятелескопічного воздуховода, якадозволяєстворювати по пиловому фактору оптимальнівентиляційнірежими при роботівидобувного комбайна. Розробленопристрій для центруваннястрічкиконвеєра, щовиключаєможливістьсходженнястрічки з роликів і попереджуєутворенняпросипів в підконвеєрномупросторі.

В диссертационной работе, являющейся законченной научно-исследовательской работой, решена актуальная научно-прикладная задача снижения запыленности воздуха при выполнении основных технологических операций по добыче и транспортировке марганцевой руды, которае заключается в установлении закономерностей процесса образования, распространения и отложения пыли, позволяющих прогнозировать динамику выноса и осаждения пыли в конвейерной выработке с учетом влияния высокой влажности рудничной атмосферы и свойств влагоемких мелкодисперсных субстанций на конвейерной ленте и разработке на их основе способов и средств улучшения санитарно-гигиенических условий труда. Установлено, что существенным фактором, влияющим на состояние руд-ничной атмосферы в горных выработках марганцевых шахт, является характер пылеобразования в условиях ее высокой влажности, достигающей 90 % и более, при влажности добываемой марганцевой руды 20-27%. Анализ распределения содержания и дисперсного состава аэрозолей в горных выработках марганцевых шахт показал, что наибольшая концентрация тонкодисперсных пылевых частиц находится в зоне дыхания машиниста комбайна. На основании выполненных теоретических исследований предложена математическая модельпроцессапылеобразования при отбойке руды комбайном, отличающаяся от известных тем, что учитывает производительность комбайна, тип его отбойного органа и физико-механические свойства марганцевой руды, позволяющая прогнозировать уровень запыленности на рабочем месте машиниста комбайна и разрабатывать мероприятия по улучшению санитарно-гигиенических условий труда горнорабочих очистных и подготовительных забоев марганцевых шахт. Выполненыэкспериментальныеисследованияпроцесса накопления пыли в подконвейерном пространстве при работе конвейера. Установлено влияние основных параметров рудничной атмосферы на уровень запыленности в наклонном стволе. Получена зависимость накопления пыли от длины наклонного конвейера и сезона года. Изучен механизм образования пылевых частиц из влагоемких мелкодис-персных субстанций в процессе их обезвоживания. Показано, что покрытие конвейерной ленты слоем мелкодисперсной системы определяется силой адгезии, величина которой зависит от силы поверхностного натяжения и угла смачивания. В связи с вышеуказанным, снижение количества покрытия поверхности конвейерной ленты глинистыми соединениями, возможно за счет применения специальных составов, разрушающих адгезионные связи. На основании выполненных исследований разработан способ предупреждения накопления мелкодисперсных компонетов марганцевой руды на поверхности холостой ветви конвейера с применением антиадгезионных средств, позволяющий снизить количество пыли в подконвейерном пространстве. Разработано устройство для герметизации узлов перегрузки ленточных конвейеров, позволяющее повысить эффективность процесса аспирации и снизить запыленность воздуха в выемочных штреках. Разработана конструкция телескопического воздуховода, позволяющего создавать по пылевому фактору оптимальные вентиляционные режимы при работе добычного комбайна. Разработано устройство для центрирования ленты конвейера, исключающее возможность схода ленты с роликов и предупреждающее образование просыпей в подкон-вейерном пространстве.

Thethesishassolvedtopicalscientificproblemtoimprovehealthcondi-tionsforminersworkingindeadentrywaysandconveyorroadways within manganese mines. The problem has been solved through determination of rules of dust formation, expansion, and settling while performing basic technological operations used to develop means and techniques to reduce air dust content at work places. Effectofairflowdynamiccharacteristicsondustformationintensityin the process of coal shearer operation has been determined. Experimental investigations have made it possible to identify parameters of dust formation intensity depending upon a design of working organs of coal shearer applied and physical and mechanical properties of manganese ore. Dynamics of dust accumulation within horizontal mine workings and slope ones in term of ore conveying has been analyzed. Mathematical model demonstrating interaction between manganese ore particles and conveyor belt has been developed; the model involves forces of adhesion and self-adhesion if belt surface is covered with high-absorbency fine fractions. The investigations have helped develop a technique to prevent accumulation if manganese ore fine components at the surface of return belt with the use of antiadhesive tools making it possible to decrease amount of dust within sub-conveyor space. A facility to proof units of belt conveyor reloading has been designed. It helps improve efficiency of aspiration process efficiency and decrease air dust content within gate roads. Telescopic airway has been designed; in terms of dust factor it helps developing optimum ventilation modes in the process of coal shearer operation. A facility to centre conveyor belt has been designed; thus, belt remains on rollers and spillage is prevented within subconveyor space.