Введение к работе
Актуальность работы. В структуре профессиональных патологий работников угольных шахт доля заболеваний, обусловленных вредным воздействием пыли, занимает одно из первых мест. Наиболее часто заболевания регистрируются у ГРОЗ и проходчиков.
В общем списке профессиональных заболеваний работников угольных предприятий заболевания органов дыхания являются ведущими в структуре профессиональных патологий и представляют собой не только медицинскую, но и социальную проблему.
Все более широкое применение высокопроизводительных комбайнов избирательного действия и интенсификация проходческих работ приводят к значительному повышению запыленности воздуха на рабочих местах проходчиков. Количество забоев, проводимых проходческими комбайнами, растет и составляет более 64% от общего числа подготовительных выработок.
Интенсивность поступления пыли в атмосферу выработки при работе комбайнов характеризуется значительной неравномерностью, вызванной изменением условий пылевыделения при обработке различных зон по плоскости забоя. Средства пылеподавления, работающие в статическом режиме, не учитывающем изменений условий пылевыделения, не обеспечивают достаточной эффективности снижения концентрации пыли в воздухе. Гигиеническая оценка пылевого фактора также должна учитывать изменяющуюся во времени концентрацию пыли и ее дисперсный состав.
Применение существующих средств гидрообеспыливания малоэффективно и осуществляется при нерационально больших расходах распыленной воды, осложняющих состояние условий труда в горных выработках.
В связи с этим снижение запыленности воздуха на основе выбора рациональных параметров средств обеспыливания в проходческих комбайновых забоях и улучшение условий труда по пылевому фактору является актуальной для угольной отрасли задачей.
Цель диссертационной работы заключается в установлении зависимости пылевыделения при работе комбайнов избирательного действия от изменяющихся в течение цикла обработки плоскости забоя факторов, влияющих на количество пыли, поступающей в атмосферу выработки, для обоснования выбора рациональных параметров средств пылеподавления, обеспечивающих снижение риска заболевания пневмокониозом горнорабочих подготовительных выработок угольных шахт.
Идея работы заключается в применении регулирования параметров средств пылеподавления для повышения эффективности обеспыливания при работе комбайнов избирательного действия.
Методы исследования. Для решения поставленных задач был принят комплексный метод исследований, включающий анализ и обобщение данно научно-технической литературы, метод математической статистики, лабораторные и шахтные эксперименты, математическую обработку результатов наблюдений.
Научные положения, разработанные соискателем:
-
Запыленность воздуха при работе комбайнов избирательного действия меняется в течение цикла обработки забоя с изменением высоты падения отбитой горной массы, горнотехнических условий, аэродинамических параметров выработки, что диктует целесообразность применения регулируемых параметров средств пылеподавления.
-
Интенсивность пылевыделения определяется скоростью воздушных потоков в месте разрушения массива, типом разрушающего органа комбайна, текущей производительностью и схемой обработки плоскости забоя в течение одного цикла.
3. Алгоритм выбора рациональных параметров средств пылеподавления
базируется на установленных зависимостях эффективности пылеподавления от
расхода и давления жидкости на орошение и соотношения объемов воздуха,
подаваемого в забой и удаляемого установкой пылеотсоса.
4. Фракциошшй состав выдуваемой пыли при разрушении массива коронками
изменяется с высотой падения отбитой горной массы, расстоянием от плоскости забоя
и распределением скоростей воздушных потоков по сечению забоя.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждаются:
достаточным для статистической обработки массивом информации, полученной в результате теоретических, стендовых и натурных исследований, выполненных по апробированным методикам;
удовлетворительной сходимостью результатов теоретических, лабораторных и натурных исследований концентраций пыли в атмосфере горных выработок (погрешность не превышает 15 %);
- положительными результатами промышленных испытаний.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- установлена зависимость изменения запыленности воздуха в забое от текущей
производительности комбайна;
определено влияние схем обработки плоскости забоя на интенсивность пылевыделения в атмосферу комбайновой тупиковой выработки;
предложены зависимости, позволяющие рассчитать оптимальный расход воздуха, подаваемого к забою, по пылевому и газовому факторам;
уточнены зависимости, позволяющие определить рациональный расход жидкости на внешнее орошение источника пылевыделения в течение цикла обработки плоскости забоя с учетом максимального удельного расхода;
получена зависимость изменения концентрации пыли по длине тупиковой выработки как функции продольной скорости воздуха и расстояния от источника пылевыделения;
обоснованы условия применения пылеотсасывающих установок по пылевому и газовому факторам с учетом рециркуляции части воздуха в тупиковом комбайновом забое;
обоснованы принципы регулирования параметров средств пылеподавления при работе комбайнов избирательного действия;
- уточнена методика расчета индивидуальной пылевой экспозиционной дозы и вероятности заболевания проходчиков при изменяющемся пылевыделении.
Научное значение работы заключается в обосновании принципов регулирования параметров средств обеспыливания в механизированных проходческих забоях, обеспечивающих улучшение условий труда по пылевому фактору.
Практическая значимость научных исследований состоит в разработке методики расчета регулируемых параметров и режимов работы средств пылеподавления в механизированном проходческом забое, обеспечивающих снижение среднесменной концентрации пыли.
Реализация работы. Результаты научных исследований и разработанные рекомендации были использованы при шахтных испытаниях систем обеспыливания в подготовительных выработках ряда шахт ОАО «СУЭК». Рекомендации по уточнению методики расчета среднесменной концентрации пыли с учетом закономерностей изменения ее фракционного состава использованы при разработке новой редакции санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.2 «Гигиенические требования к организациям (предприятиям), осуществляющим деятельность по добыче и переработке угля (горючих сланцев) и организации работ».
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва 2008, 2009 гг.), VIII и IX Международной экологической конференции студентов и молодых ученых (2006, 2007 гг.), научных семинарах кафедры «Аэрология и охрана труда» (2008-2010 гг.).
Публикации. По теме диссергации автором опубликовано 5 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, включенных список ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из ji{7 наименований, содержит 35 рисунков и І& таблиц.
