ИССЛЕДОВАНИЕ ПЫЛЕВОЙ ОБСТАНОВКИ НА РУДНИКАХ ОАО «БЕЛАРУСЬКАЛИЙ», ОПЫТ СНИЖЕНИЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ АТМОСФЕРЫ РАБОЧИХ МЕСТ

  • А.Г. ИСАЕВИЧ Горный институт УрО РАН

Аннотация

Технологический процесс добычи калийной руды сопровождается выделением целого ряда «вредностей» (шум, вибрации, повышенная температура и т.д.). Однако наиболее серьезное негативное влияние на организм человека оказывает соляная пыль, образующаяся в процессе добычи и транспортировки руды. Сложность борьбы с пылью на калийных рудниках традиционно заключается в невозможности в полной мере использовать такие эффективные и распространенные методы борьбы с пылью как орошение и вентиляционные методы. В случае с орошени- ем сдерживающим фактором является растворимость калийных солей и создание аг- рессивной среды, в которой оборудование быстро выходит из строя. Вентиляционные методы не дают полного эффекта из-за больших концентрация соляной пыли, обра- зующейся при технологических процессах. Тем не менее при любых вопросах, касаю- щихся борьбы с пылью в первую очередь необходимо рассматривать свойства самой пыли. Основные физико-химические свойства калийной пыли широко изучены и пред- ставлены в работах [1,2]. 249 ----------------------- Page 250----------------------- На предприятии ОАО «Беларуськалий» проведено масштабное исследование пылевой обстановки, в местах наиболее интенсивного пылевыделения. В частности, оценивалось содержание пыли в атмосфере рабочих зон: при добыче руды в селектив- ной лаве, в тупиковой камере (при работке комбайна с барабанным исполнительным органом), в месте разгрузки скипов в приемный бункер. Пылевая обстановка, при работе селективной лавы осложняется тем, что процесс добычи руды сопровождается процессом механической закладки глинисто-галитового слоя в выработанное пространство при этом выделяется значительное количество пы- ли. Особенностью технологического процесса является то, что установки механической закладки в процессе своей работы забрасывают закладочный материал на значительное расстояние (10-15 м) при этом поток глинисто-солевой породы увлекает за собой боль- шое количество воздуха - возникает эжекционный эффект [4]. Таким образом, рабо- тающие установки механической закладки являются своеобразными источниками тяги и создают воздушные рециркуляционные контуры запыленного воздуха в пределах ра- бочего пространства лавы, что еще больше усугубляет пылевую обстановку. Рис. 4. Схема расположения точек замеров в лаве В результате концентрация пыли при выемке глинисто-галитового слоя достига- ет 2250 мг/м3. Подробные результаты замеров концентрации пыли представлены в таб- лице 1. Точки замеров на рисунке 4. Таблица 1 Результаты замеров концентрации пыли Выемка глинисто-галитового слоя Точки проведения ПДК, Среднее значение запы- Максимальное значение 3 замеров 3 3 мг/м ленности, мг/м запыленности, мг/м № 1 28,7 38,9 5 № 2 163,3 173,5 5 № 3 1816,5 2075,8 5 № 4 338,4 388,9 5 № 5 2106,6 2258,9 5 № 6 373,7 399,0 5 250 ----------------------- Page 251----------------------- Анализ сложившейся ситуации показал, что для снижения концентрации пыли в селективной лаве, при выемке глинисто-галитового слоя возможно ис- пользовать элементы систем гидрообеспыливания на установках механической закладки. При использовании данной схемы увлажняется закладочный материал, который после увлажнения остается в выработанном пространстве и не контактирует с оборудо- ванием. Система оснащена блоком управления, который при включении закладоч- ной установки включает подачу воды. В результате факел мелкодиспергирован- ной воды направляется вдоль движения выбрасываемой метателем породы. Это позволяет сократить количество воздуха, эжектируемого метателем и одновре- менно увлажнить поверхность выбрасываемой породы. При этом происходит уве- личение относительной влажности воздуха и отсутствует опасность налипания глины на закладочную установку и конвейер. Эффективный расход воды соста- вил 7 л/мин. Испытание данной системы показало, что гидрообеспыливание позволяет суще- ственно снизить значения концентрации пыли в атмосфере рабочей зоны лавы. Однако достичь ПДК пыли не удалось. Сравнение полученных результатов показывает, что средняя концентрация пы- левого аэрозоля в лаве при выключенной системе обеспыливания составляет 804,5 3 3 мг/м , при включенной системе 428,1 мг/м . Таким образом, зафиксировано общее сни- жение концентрации пылевого аэрозоля в лаве на 46,8 %. Еще одним объектом интенсивного пылевыделения является комплекс раз- грузки скипов. Скиповой подъем представляет собой совокупность загрузочных устройств и механизмов, расположенных на горизонте рудника и служащих для загрузки скипов, а также разгрузочных устройств скипов и подъемных машин, расположенных в башенных копрах. На дневной поверхности объекты скипового подъема входят в подсистему поверхностного комплекса, а именно в подсистему башенных копров. Между отметками +30 м и +42,6 м расположены приемные бункеры. При разгрузке скипа происходит срыв пыли с разгружаемой руды потоками воз- духа и поступление из бункера пылевого облака, образующегося в результате избыточ- ного давления в бункере, создаваемого разгружающейся рудой [3]. В результате кон- центрация пыли на отметке разгрузки скипов может превышать предельно допустимую концентрацию в десятки раз. Основной опасность данного факта является возможность попадания пыли в электрооборудование, размещенное в башенном копре. В таблице 3 приведены значения концентрации пылевого аэрозоля на отметках 0 м и +42 м, скипо- вых стволов рудника 4 РУ. Следует отметить, что в настоящее время на руднике 4 РУ проведен целый комплекс мероприятий, позволивший нормализовать ситуацию. Во-первых, с це- лью снижения внешних утечек воздуха вентиляторы главного проветривания ство- ла № 3 размещены под землей на горизонте -440 м. Помимо снижения внешних утечек воздуха удалось создать избыточное давление в башенном копре, что в свою очередь обеспечило частичное «запирание» пылевого облака в бункере при разгрузке скипа. Подтверждением этого служат результаты замеров, приведенные на рисунке 10. 251 ----------------------- Page 252----------------------- Таблица 3 Значения концентрации пылевого аэрозоля на отметках 0 м и +42 м, скиповых стволов рудника 4 РУ Результаты измере- ния запыленности, 3 мг/м Наименование Температура, Влажность, ПДК, Примечание 0 3 Среднее места отбора С % мг/м Среднее значение значение между стволами Отметка + 42 м, Ствол № 4, 11,7 55 5 126,9 Скип раз- отм. + 42 м, 107,7 гружался Ствол № 3, 12,1 50 5 88,5 отм. + 42 м, Отметка 0 м Ствол № 4, 15,2 54 5 175,2 Скип раз- отм. 0 м 127,8 гружался Ствол № 3, 9,9 60 5 80,4 отм. 0 м Рис. 10. Сравнение концентрации взвешенного аэрозоля на различных отметках башен- ного копра при проветривании рудника поверхностным ВГП и подземными ВГП Во-вторых, на отметке + 42 м размещены пылеуловители фирмы CFT GmbH Compact Filter Technic, (Gladbeck, Германия), позволившие снизить концентрацию пы- ли практически до допустимых значений. На рисунке 11 представлено сравнение концентрации пылевого аэрозоля на раз- личных отметках башенного копра при работающих и отключенных пылеуловителях. 252 ----------------------- Page 253----------------------- Рис. 11. Сравнение концентрации взвешенного аэрозоля на различных отметках башенного копра при работающих и отключенных пылеуловителях (режим с отключенным поверхностным ВГП) Как видно из диаграммы, работа пылеуловителей позволяет снизить концентра- цию пыли в воздухе на 25÷45 %. Общая концентрация пыли возрастает с увеличением высотной отметки, что связано с направлением движения воздуха, при этом количест- венно концентрация пыли значительно меньше, чем при других производственных процессах. Обобщая вышеизложенное можно сделать вывод, что пылевая обстановка на ка- лийных рудниках остается сложной. На сегодняшний день не существует универсаль- ных способов добиться снижения концентрации соляной пыли до значения ПДК в 5 3 мг/м . Однако, это не является поводом игнорировать данный вопрос, сегодня исполь- зуя индивидуальный подход возможно добиться существенного снижения концентра- ции пыли до значений, позволяющих эффективно использовать средства индивидуаль- ной защиты.

Литература

  1. Медведев И.И. Аэрология калийных рудников / И.И. Медведев, А.Е. Красноштейн; УрО АН СССР. - Свердловск, 1990. - 251 с.: ил.
  2. Бухаров И.И. Исследование запыленности и разработка основных мероприятий по борьбе с пылью на Верхнекамских калийных рудниках: автореф. дис. … канд. техн. наук. Новочеркасск, 1966.
  3. Обоснование скорости движения воздуха в вентиляционных каналах / Л.Ю. Левин, М.А. Семин, Ю.А. Клюкин, А.С. Киряков // Горн. журн. - 2016. - № 3. - С. 68-72.
  4. Исследование динамики пылевоздушной смеси при проветривании тупиковой выработки в процессе работы комбайновых комплексов / Л.Ю. Левин, А.Г. Исаевич, М.А. Семин, Р.Р. Газизуллин // Горн. журн. - 2015. - № 1. - С. 72-75.
Опубликован
2018-10-01
Выпуск
Раздел
Статьи