Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Ерзин Айрат Хакимович

Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ
<
Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ерзин Айрат Хакимович. Повышение эффективности пылеподавления при подземной разработке угольных месторождений с использованием поверхностно-активных веществ: диссертация ... кандидата технических наук: 05.26.01 / Ерзин Айрат Хакимович;[Место защиты: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный""], 2015.- 148 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Современное состояние проблемы борьбы с пылью на угольных шахтах России 10

1.1 Современное состояние угольной промышленности России 10

1.2 Анализ профзаболеваемости и аварийности, связанных с воздействием угольной пыли 14

1.3 Основные принципы, методы и средства обеспечения пылевзрывобезопасности 18

1.4 Закономерности пылеотложения в угольных шахтах 22

1.5 Методы снижения пылеобразования и запыленности воздуха в подземных горных выработках 25

1.6 Применение растворов ПАВ для борьбы с пылью в угольных шахтах 35

Выводы по первой главе 41

ГЛАВА 2 Влияние состава и физических свойств углей шахт оао «суэк-кузбасс» на смачиваемость образуемой пыли 43

2.1 Характеристика шахтопластов предприятий ОАО «СУЭК-Кузбасс» 43

2.2 Определение качественных характеристик углей шахт ОАО «СУЭК-Кузбасс» 50

2.3 Исследование петрографического и химического состава углей 58

2.4 Оценка влияния состава и физических свойств углей на смачиваемость образуемой пыли 63

Выводы по второй главе 67

ГЛАВА 3 Исследование особенностей взаимодействия растворов поверхностно-активных веществ с угольной пылью

3.1 Основные параметры, использованные для оценки эффективности применения растворов поверхностно-активных веществ 69

3.2 Определение зависимости относительной влагоёмкости углей от вида применяемого поверхностно-активного вещества и его концентрации 71

3.3 Исследование поверхностного натяжения рабочей жидкости при добавлении поверхностно-активных веществ

3.3 Определение краевого угла смачивания углей при взаимодействии с растворами различных поверхностно-активных веществ 88

3.4 Комплексная оценка свойств смачивателей 93

Выводы по третьей главе 101

ГЛАВА 4 Шахтные исследования эффективности пылеподавления при использовании водных растворов поверхностно-активных веществ 103

4.1 Горно-геологические условия опытных участков 103

4.2 Методика проведения шахтных испытаний 105

4.3 Результаты определения эффективности разработанных смачивателей и закономерностей распределения пылевых частиц в шахтном воздухе 109

4.4 Экономическая оценка разработанных смачивателей и рекомендации по их использованию в условиях шахт ОАО «СУЭК-Кузбасс» 116

Выводы по четвертой главе 134

Заключение 136

Список литературы 1

Закономерности пылеотложения в угольных шахтах

Для обеспечения пылевзрывобезопасности горных выработок важным фактором является установление постоянного контроля за выполнением мероприятий по снижению запыленности атмосферы и пылеотложений в горных выработках. Аварии на угольных шахтах, происходящие в условиях интенсификации добычи угля, демонстрируют противоречие между способами организации производства и способами контроля и обеспечения безопасности. Безопасность ведения горных работ возможно обеспечить только комплексным решением задач по организации производства и информационной поддержки управления технологическими и производственными процессами в нормальных и аварийных ситуациях. При этом объективный контроль - основа соответствующего технического и программного обеспечения [21-23].

Руководящие отраслевые документы (ПБ 05-618-03, РД-15-06-2006 и др.) акцентируют внимание на обязательном и постоянном контроле за состоянием атмосферы горных выработок. Предполагается, что реализация таких требований определяется использованием современных цифровых и информационных технологий в общестационарных и персонально-индивидуальных системах с учетом уменьшения потенциального влияния самих работников предприятий на качество работы приборов контроля. Обязательные элементы такого объективного контроля - газоаналитические средства, а также системы передачи информации и связи. Общими требованиями к качеству работы таких средств контроля является непрерывность их работы, а также объективность аэрогазового контроля за счет применения специальных датчиков (концентрации метана, оксида углерода, кислорода, пыли, скорости движения воздуха и т.д.). Такие средства аэрогазового контроля должны быть как стационарными, так и персональными [23-28].

Обязательные для применения датчики аэрогазового контроля целесообразно оснащать цифровым интерфейсом и развитым программным обеспечением, которое должно гарантировать разграничение доступа, самодиагностику, в том числе определение остаточного ресурса чувствительного элемента, генерацию противоаварийного управления, цифровую фильтрацию и пр. Эти свойства датчиков позволяют строить системы автоматического газового контроля и защиты без применения подземных устройств обработки информации и управления, что повышает надежность контроля, значительно снижает стоимость и эксплуатационные затраты, и исключает возможность вмешательства персонала в работу систем защиты и контроля. Датчики с цифровым интерфейсом через полевую и магистральную системы передают информацию на диспетчерский пункт, а требуемое быстродействие обеспечивается за счет использования встроенных в датчики пороговых устройств [24,26,29].

В настоящее время для оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках и производственных помещениях угольных предприятий используются экспресс-пылемеры разных фирм-изготовителей: ТМ data, Respicon (фирма Helmut Hund GmbH , Германия), ПКА-01 (ООО «Горный-ЦОТ», Россия) и др. При этом существует необходимость постоянного мониторинга воздушной среды по пылевому фактору, для ведения которого в мировой практике существуют только датчики FMAMS (фирма Helmut Hund GmbH, Германия) и PL (Польша) [30-32].

В настоящее время можно отметить тенденцию к созданию систем дистанционного аэрогазового контроля (в том числе, измерение средней концентрации витающей в воздухе пыли), в рамках которого необходимая информация передается на диспетчерский пункт шахты. За счет программного обеспечения полученные данные автоматически обрабатываются и представляются читаемыми и понятными для диспетчера.

Главный компонент таких систем - датчики пыли, осуществляющие замер запыленности воздуха или отложившейся пыли. Эти датчики должны обеспечивать заданную точность показаний в условиях шахтной атмосферы (характеризуется высокими значениями относительной влажности и температуры), не искажать естественный процесс пылеосаждения, быть искро- и взрывобезопасными [30-35,37,38,45].

Разработка системы управления пылевзрывобезопасностью горных выработок на основе датчиков пыли позволит повысить эффективность применения комплекса профилактических мер по борьбе с пылью и снизить вероятность возникновения взрывов угольной пыли в горных выработках.

Значительное место в практике обеспечения пылевзрывобезопасности на угольных шахтах занимает осланцевание, под которым понимается искусственное озоление отложившихся на створках горных выработок угольных частиц инертной пылью до степени, при которой осевшая угольная пыль не способна воспламеняться.

Мероприятия по предупреждению и локализации взрывов, основанные на применении инертной пыли (сланцевая пылевзрывозащита), воды (гидропылевзрывозащита) или воды и инертной пыли (комбинированная пылевзрывозащита) применяются в первую очередь на угольных шахтах, разрабатывающих пласты, опасные по взрывам пыли. При этом для конкретных шахт с определенными горно-геологическими условиями устанавливается норма осланцевания (величина добавки инертной пыли), которая зависит от взрывчатых свойств угольной пыли и качества инертного материала. При осланцевании выработок на одну часть угольной пыли приходится обычно до 3-5 и более частей инертной пыли. Осланцеванию подвергаются все выработки, в которых имеется отложившаяся взрывчатая угольная пыль. Периодичность осланцевания определяется временем достижения нижнего предела взрывоопасной запыленности выработок и в отдельно взятой шахте в зависимости от типа выработок, наличия и интенсивности источников пылеобразования составляет от нескольких месяцев до нескольких суток или часов. Осланцевание производится либо механически, с помощью специальных машин - осланцевателей, представляющих собой движущиеся по рельсам платформы с установленными на них емкостями для пыли, питателями и вентилятором, либо вручную. Контроль качества осланцевания осуществляется путем систематического определения зольности пыли, находящейся на поверхности осланцованных выработок.

При сланцевой пылевзрывозащите для предупреждения взрывов осевшей пыли производится осланцевание горных выработок, а для локализации взрывов -установка основных сланцевых заслонов [29-31,33,36].

Определение качественных характеристик углей шахт ОАО «СУЭК-Кузбасс»

В состав ОАО «СУЭК-Кузбасс» в настоящий момент входит 9 угольных шахт и 3 разреза. В основном добываются угли марок: «Г», «ДГ» и «Д», которые в большинстве случаев характеризуются невысоким содержанием золы и серы (не более 25 % и 0,9 % соответственно), влажностью, не превышающей 12 % и выходом летучих от 35 до 50 % [1]. Шахта «им. СМ. Кирова» была введена в эксплуатацию в 1935 году. В ходе неоднократных реконструкций годовая проектная мощность, первоначально составляющая 1,5 млн. тонн угля, была увеличена в несколько раз и в настоящее время составляет порядка 5 млн. тонн. Шахта осуществляет разработку Ленинского каменноугольного месторождения, расположенного в пределах Ленинской синклинали и представленного углями марки «Г», и находится на южной границе г. Ленинск-Кузнецкий. Абсолютные отметки 170-220 м. Угленосные отложения, общая мощность которых составляет порядка 1200 м, относятся к Ускатской и Ленинской свите. Месторождение представлено 31 угольным пластом с рабочей мощностью 0,7-2,8 м, и 5 пластов с нерабочей мощностью. Кроме того, из рабочих пластов 7 имеют площади разных размеров с нерабочей мощностью. Тектоника разрабатываемых участков месторождения в основном простая. Падение слоев к центру под углом 0-15, реже под углом 40. Балансовые запасы шахтного поля составляют 956 466 млн. тонн угля.

Добываемые угли характеризуются невысоким значением зольности (6-14 %), содержанием серы не более 0,93 %, удельной теплотой сгорания от 7175 до 8390 кКал/кг. В настоящее время отрабатываются 2 пласта: Болдыревский мощностью 2,2 м с углом падения 2-9, залегающий на глубине 255-415 м и состоящий из двух пачек угля, разделенных прослоем аргиллита; Поленовский мощностью 1,7 м с углом падения 2-9, залегающий на глубине 300-460 м и состоящий из одной пачки угля. Более подробно горно-геологические условия отрабатываемых пластов шахты «им. СМ. Кирова» описаны в главе 4 (п. 4.1).

Шахта «Котинская» с годовой производственной мощностью 5 млн. тонн введена в эксплуатацию в 2004 году. Шахтное поле, расположенное в южной части Соколовского каменноугольного месторождения, в пределах северовосточного крыла Кыргайской (Соколовской) брахисинклиналии, представляет собой падающую на юго-запад моноклинальную структуру. К северо-западной границе поля примыкает окраина с. Котино, а на юго-западе находятся ближайшие крупные города Прокопьевск и Киселевск. Угленосные отложения шахты относятся к Ленинской свите Ерунаковской подсерии Кольчугинской серии верхней перми и представлены в основном мелко- и крупнозернистыми алевролитами (43,8 % и 19,2 % соответственно), песчаниками (23,7 %), углем (7,1 %) и аргиллитами (5 %). Вскрытая мощность свиты составляет 338 м. Угленосные отложения на поле повсеместно перекрыты четвертичными буровато-желтыми суглинками мощностью от 1,0 до 23,4 м. На месторождении добываются каменные угли марки «ДГ» с зольностью, колеблющейся от 5,8 до 19,3 %. Содержание серы не превышает 0,5 %, а высшая удельная теплота сгорания не менее 6100 кКал/кг.. В границе поля выделено пять угольных пластов:

Начиная с глубины 150-180 м пласты относятся к метаноносным с газоносностью 5-12,5 м / т, ас отметки 180 м - к угрожаемым по горным ударам. Породы являются силикозоопасными, а выход летучих веществ колеблется от 36 до 43 % [1].

Шахта «им. А.Д. Рубана» осуществляет разработку Егозово-Красноярского каменноугольного месторождения, Ленинского геолого-экономического района, расположенного в Ленинском районе Кемеровской области. Шахтное поле расположено в северо-западной части Красноярского геологического участка. Угленосные отложения относятся к Грамотеинской свите. Ведется отработка 2 пластов угля марки «Д»: Байкаимский простого строения, мощностью от 2,20 до 2,85 м (средняя -2,54 м) и углом падения 5-12, залегающий на глубине 340-360 м; Поленовсшй-2, имеющий сложное строение и среднюю мощность 4,92 м с углом падения, варьирующемся от 6 у взброса до 12 у выхода. Пласты угля не склонны к самовозгоранию, относятся к опасным по взрывам угольной пыли, а с глубины 150 м - к угрожаемым по горным ударам.

Шахта «им. В.Д. Ялееского» (Шахта №7) введена в эксплуатацию в 2000 году и осуществляет разработку Соколовского каменноугольного месторождения. Поле шахты расположено в северо-западной части Ерунавского геолого-экономического района Кузбасса на территории Прокопьевского района Кемеровской области. Годовая производственная мощность составляет 4 млн. тонн угля марки «ДГ». Шахта является опасной по взрыву угольной пыли, относится ко II категории по газообильности, с глубины 150 м к угрожающим по горным ударам. Угли склонны к самовозгоранию. Шахтное поле - двукрылое, разрабатывается один 52 пласт с мощностью 4,5 м и углом падения от 10 до 22. Пласт имеет сложное строение, состоит из 2-5 угольных пачек, разделенных прослоями алевролита средней мощностью - 0,15 м. Зольность добываемого угля составляет 15,0-16,9 %, содержание серы не превышает 0,26 %, а удельная теплота сгорания колеблется от 5830 до 6010 кКал/кг.

Шахта «Полысаееская» осуществляет разработку Ленинского каменноугольного месторождения, Ленинского гео лого-экономического района, расположенного в Ленинск-Кузнецком районе Кемеровской области. Центральная часть месторождения находится в 15 км от г. Ленинск-Кузнецкий и в 2 км. от г. Полысаево. В настоящее время отрабатываются 2 пласта, опасных по взрывам угольной пыли, с глубины 150 м угрожаемых по горным ударам и не склонных к самовозгоранию:

Определение зависимости относительной влагоёмкости углей от вида применяемого поверхностно-активного вещества и его концентрации

Как видно из приведенных данных, относительная влагоемкость во всех опытах с увеличением концентрации используемого раствора возрастает, что обусловлено накапливанием веществ, обладающих значительной энергией, в поверхностном слое. Вследствие роста поверхностной активности, происходит снижение поверхностного натяжения и как следствие улучшается взаимодействие мелкодисперсных частичек углей с молекулами раствора. При 0,05 %-ной концентрации достигается состояние практически максимального насыщения поверхностного слоя и наблюдается максимальная влагоемкость. При дальнейшем увеличении количества ПАВ смачиваемость угольной пыли практически не изменяется и в большинстве случаев постепенно снижается, что также связано с повышением вязкости используемых растворов [94,95].

Таким образом, выявленные особенности взаимодействия поверхностно-активных веществ с угольной пылью позволяют определиться с наиболее подходящими компонентами разрабатываемого смачивателя, их количеством и процентным соотношением. На основе полученных результатов можно предположить для подавления пыли каких углей подбираемый состав будет наиболее эффективен. Однако, для всесторонней оценки смачивающей способности различных видов ПАВ необходимо дополнительное определение поверхностного натяжения и краевого угла смачивания.

Исследование поверхностного натяжения рабочей жидкости при добавлении поверхностно-активных веществ

Поверхностное натяжение на границе раздела фаз является одним из важнейших параметров, влияющих на смачиваемость углей и образуемых при их разрушении пылевидных частиц. Данные силы, приводящие свободную поверхность жидкости в натянутое состояние подобно сжимающейся пленке, возникают вследствие неравномерного межмолекулярного взаимодействия. Молекулы воды или иной смачивающей жидкости, находящиеся в поверхностном слое, испытывают на себе значительно большее притяжение со стороны молекул, расположенных на некоторой глубине в растворе, по сравнению с воздействием молекул контактирующей газовой среды и (или) твердого тела. При этом величина поверхностного натяжения зависит в первую очередь от полярности и концентрации применяемого раствора. Согласно правилу Ребиндера, чем меньше будет разность полярностей смачивателя и частичек угля, тем ниже поверхностное натяжение на границе раздела фаз. При увеличении концентрации в воде одних веществ величина поверхностного натяжения снижается, а при использовании других - возрастает. Это связано, прежде всего, со строением молекул применяемых веществ и степенью гидратации входящих ионов, обуславливающих определенное значение полярности полученного раствора. Изменение поверхностного натяжения рабочего раствора по отношению к концентрации определяется так называемой величиной поверхностной активности: где g - поверхностная активность; da- изменение поверхностного натяжения; dc - изменение концентрации вещества. При этом, как было установлено учеными Траубе и Дюкло, величина поверхностной активности в любом гомологическом ряду при увеличении длины углеводородного радикала на одну группу СН2 возрастает в 3-3,5 раза. На основании этого, для описания зависимости величины поверхностного натяжения от концентрации вещества может быть использовано эмпирическое уравнение Шишковского: ст = ст0 -ВЛп{\ + А-с) (3.4) где о- поверхностное натяжение раствора,; G0 - поверхностное натяжение растворителя; с - концентрация вещества; А - коэффициент, зависящий от длины углеводородного радикала; В - коэффициент, зависящий от величины предельной адсорбции и определяемый по формуле: B = R-r a, (3.5) где R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура; Л» - предельная адсорбция. Для измерения величины поверхностного натяжения применяются различные методы, которые можно разделить на две основные группы:

Статические, используемые для определения поверхностного натяжения практически неподвижных поверхностей, находящихся в равновесии с объемом жидкости.

Динамические, предназначенные для определения неравновесного значения поверхностного натяжения, влияющего на некоторые виды механических воздействий на жидкость, сопровождающихся периодическими растяжениями и сжатиями ее поверхности.

К первой группе относятся: - метод Вильгельми, заключающийся в измерении усилия, возникающего в процессе отрыва пластины от поверхности жидкости, может применяться для определения поверхностного натяжения в течение длительного времени; - метод капиллярного поднятия, основанный на определении высоты столба жидкости h в капилляре радиуса г при полном смачивании; - метод лежащей капли (пузырька), заключающийся в определении формы капли, находящейся на несмачиваемой поверхности; - метод висящей капли (пузырька), суть которого заключается в анализе геометрии капли; - метод вращающейся капли, позволяющий определить поверхностное натяжение по величине диаметра капли жидкости, вращающейся в более тяжелой жидкости.

Во вторую группу входят: - метод максимального давления пузырька, называемый также методом Ребиндера, состоящий в измерении давления, которое необходимо приложить, чтобы пузырек из капилляра прошел через исследуемую жидкость; - сталагмометрический метод или метод счета капель, который заключается в определении объема капли, вытекающей из капилляра с известным радиусом; - метод отрыва кольца или метод Дю Нуи, который является классическим и состоит в определении поверхностного натяжения по усилию отрыва погруженного в исследуемую жидкость проволочного кольца известного радиуса; - методы: осциллирующей струи, стоячих волн, бегущих волн, основанные на вычислении поверхностного натяжения по измеренной длине волны, возникающей при возмущении жидкости пластиной, «лежащей» на её поверхности [96].

Данный прибор предназначен для измерения не только поверхностного натяжения, но также и краевого угла смачивания, критической концентрации мицеллообразования (CMC), плотности и скорости седиментации, силы и сопротивления пенетрации. Тензиометр позволяет проводить до 50 измерений в секунду и измеряет величину поверхностного натяжения в диапазоне от 1 до 1000 мН/м. Тензиометр «DCAT 21» состоит из следующих основных частей:

Методика проведения экспериментов заключалась в следующем. Стакан емкостью 20 мл, заполненный приготовленным раствором ПАВ заданной концентрации, вставлялся в вертикальный механический позиционирующий контейнер. Металлическая пластина (рисунок 3.8) с размерами 20x20x0,1 мм подвешивалась вертикально на вольфрамовый держатель. Механический контейнер начинал движение вверх до погружения передней части пластины в исследуемую жидкость. После соприкосновения пластины и жидкости на ПК задавалась команда автоматического определения параметров, после чего механический держатель погружал пластину в жидкость до соприкосновения с держателем [96].

Результаты определения эффективности разработанных смачивателей и закономерностей распределения пылевых частиц в шахтном воздухе

При проведении шахтных исследований важно учитывать не только вид распыляемого смачивателя, но и такие параметры, как диаметр жиклера и давление подаваемой в дозатор воды, оказывающих непосредственное влияние на эффективность пылеподавления. Поэтому сначала были проведены исследования по определению наиболее рациональных параметров распыления с точки зрения снижения уровня запыленности.

Для проведения опытов был взят состав № 2 (75 % NasPsOio, 23 % КМЦ и 2 % соснового масла). Давление воды варьировалось от 1 до 3 МПа с шагом 0,5 МПа. Состав заливался в дозатор ДС 50/200, установленный на очистном комбайне «JOY 7LS-20», и распылялся при указанных давлениях. При орошении были использованы жиклеры с диаметром 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 мм. Замеры запыленности производились у машиниста комбайна в лаве 24-56 пласта «Болдыревский». Полученные данные представлены в таблице 4.2 и на рисунке 4.4.

Как видно из представленных данных при низком давлении подаваемой в дозатор воды, не превышающем 1 МПа и диаметре жиклера более 2 мм запыленность воздуха более высокая. При повышении давления до 2 МПа при диаметре жиклера 1 мм наблюдается снижение запыленности, при дальнейшем увеличении давления эффективность проводимых по борьбе с пылью мероприятий снижается. Также малоэффективно и использование жиклеров большего диаметра (более 2 мм) при минимальном давлении. При изменении давления воды и диаметра жиклера происходило изменении длины и дисперсности водяного факела, а также скорости движения частичек воды, чем и обусловлены полученные результаты. При минимальном давлении воды и большом диаметре жиклера образуются более крупные капли, но имеющие низкую скорость движения. Поэтому улавливают только частицы, которые движутся в непосредственной близости и имеющие примерно одинаковую скорость движения. И наоборот, при чрезмерном повышении давления и уменьшении сечения выходного отверстия происходит диспергация водяного потока на очень мелкие капли, которые движутся с большой скоростью, но настолько малы, что не могут охватить более крупные угольные частицы.

В данном случае, при использовании предлагаемого состава были установлены следующие наиболее рациональные параметры: диаметр жиклера 1,5 мм и давление 1,5 МПа, которые позволяют в наибольшей степени снизить уровень запыленности. Во всех остальных натурных экспериментах для распыления исследуемых составов были использованы именно эти параметры, т.к. подобранные смачиватели близки по плотности и вязкости к составу № 2.

Результаты шахтных (эксплуатационных) испытаний разработанных смачивателей приведены в таблице 4.3 и 4.4.

Для более наглядного отображения полученных результатов и зависимостей были построены гистограммы, представленные на рисунке 4.4 и 4.5.

В ходе шахтных исследований была изучена также динамика концентрации пыли в системе «точка измерения - источник пылеобразования». Во всех случаях была обнаружена тенденция к увеличению концентраций витающей пыли в воздухе по мере приближения к комбайну. Причем, в различных точках наблюдался различный дисперсный состав аэрозолей и форма частиц. По мере удаления от работающего проходческого и очистного оборудования частицы угля имеют меньший размер, что видно даже невооруженным глазом. То есть при снижении общей запыленности увеличивается количество тонкодисперсных фракций, которые являются наиболее опасными с точки зрения развития профзаболеваний органов дыхания (пылевого бронхита, пневмокониозов).

Если сравнивать уровень запыленности воздуха в забое ш-57 н.п. пласта «Поленовский» и в лаве 24-56 пласта «Болдыревский», то можно отметь практически одинаковые значения. Это обусловлено тем, что отрабатываемые угольные пласты очень близки по своим физико-химическим свойствам и петрографическому составу. Однако, в забое ш-57 у машиниста крепи концентрация пыли несколько выше по сравнению с аналогичной точкой замера в лаве 24-56, что связано с особенностями работы проходческого и очистного оборудования, направлением и скоростью движения воздушных потоков [104-106].

Экономическая оценка разработанных смачивателей и рекомендации по их использованию в условиях шахт ОАО «СУЭК-Кузбасс» Опираясь на результаты лабораторных и шахтных исследований, разработанные смачиватели №1-3 могут быть рекомендованы в качестве добавок для повышения эффективности улавливания и связывания угольной, углепородной и породной пыли на предприятиях угольной промышленности России, ведущих отработку среднеметаморфизованных углей. Наибольшей смачивающей способностью отличаются составы №2 и №3. Наиболее эффективен последний смачиватель, однако в его составе содержится 5 % соснового масла, что несколько повышает себестоимость продукции и целом увеличивает затраты на проведение мероприятий по обеспыливанию. Поэтому решающим моментом при выборе смачивателя является его экономическая оценка.

Рассмотрим целесообразность применения разработанного смачивателя в условиях шахты «им. СМ. Кирова». Сравним затраты при использовании шахтного смачивателя «Эльфор-М» и разработанных аналогов с концентрацией рабочего раствора 0,03 % и 0,05 %.