 |
Рудничная пыль, источники и причины ее образования
Рудничная пыль — это мельчайшие частицы полезного ископаемого и пустых пород, взвешенные в рудничном воздухе или осевшие на стенках горных выработок и горношахтном оборудовании. По размеру частиц пыли ее разделяют на три вида: пыль с частицами размером свыше 10 мкм, которые видны невооруженным глазом или под лупой. В неподвижном воздухе пыль этого вида оседает с возрастающей скоростью.
Частицы таких размеров практически не коагулируют (не укрупняются путем соединения между собой) и не способны к диффузии; пыль с частицами размером от 0,1 до 10 мкм. Частицы таких размеров не видимы невооруженным глазом и могут быть различимы только под микроскопом. В неподвижном воздухе они оседают с постоянной скоростью, пропорциональной их массе и квадрату диаметра. Пыль этих размеров также не способна к диффузии; пыль с частицами размером менее 0,1 мкм обнаруживается только при ультрамикроскопии, не оседает в неподвижном воздухе.
Практически все технологические процессы в горнорудных шахтах сопровождаются образованием и выделением пыли в рудничную атмосферу. Основными источниками пылеобразования на подземных работах являются буровые и взрывные работы, доставка руды, погрузочно-разгрузочные операции, перепуск руды по рудоспускам, транспортирование руды по откаточным выработкам. Количество и степень дисперсности пыли при бурении зависит от крепости и влажности пород, способа бурения, глубины и направления шпуров (скважин), типа бузового оборудования, форм и размеров буровых коронок, а также от качества их заточки, давления сжатого воздуха и расхода воды.
При бурении крепких пород количество образующейся пыли и ее дисперсность значительно выше, чем при бурении мягких пород. Процесс забуривания шпура сопровождается значительно большим выделением пыли в атмосферу, чем процесс бурения. Это происходит потому, что при забуривании условия смачивания образующейся пыли значительно хуже, чем при бурении, значительно меньше при этом и время контакта пыли с водой.
По этой же причине выделение пыли в воздух уменьшается при бурении нисходящих шпуров и при уменьшении диаметра шпура. Значительное влияние на уменьшение размеров пылевых частиц оказывает качество и своевременность заточки буровой коронки и давление сжатого воздуха.
При бурении затупленной коронкой выход тонкодисперсной пыли может увеличиваться в 2-3 раза. При постоянном высоком давлении сжатого воздуха из забоя шпура уносятся более крупные частицы и дисперсность пыли уменьшается. Запыленность воздуха после взрывных работ достигает значительных величин.
Количество выделяемой в результате взрыва пыли зависит от физико-механических свойств горных пород, количества и качества используемых взрывных веществ, влажности пород и стенок выработки, качества забойки и т. д. Образующаяся при взрывах пыль характеризуется высокой дисперсностью, а также повышенной вредностью, так как на поверхности пылинок осаждаются другие вредные продукты взрыва. Во время погрузочно-разгрузочных операций интенсивность пылеобразования ниже, чем при бурении и взрывании, однако без надлежащих способов борьбы с пылью и при таких процессах загрязнение рудничного воздуха весьма значительно и во много раз превышает санитарные нормы.
При скреперной доставке руды воздух также загрязняется пылью, причем удельный выход пыли в определенных условиях достигает 9 г на 1 т руды и около 80 % этой пыли имеет размер менее 10 мкм. Значительное загрязнение воздуха пылью происходит при электровозной откатке руды по откаточным выработкам и при разгрузке вагонеток. Особенно большое пылеобразование наблюдается в случае, — если не проводятся специальные противонылевые мероприятия, а транспортируемая руда является сухой.
На интенсивность пылевыделения при откатке особое влияние оказывает скорость движения составов: чем больше скорость движения, тем интенсивнее выдувается пыль из транспортируемого материала. На ряде рудников весьма интенсивным источником пылеобразования является процесс перепуска руды из горизонта на горизонт по рудоспускам. При этом пылью загрязняется не только воздух в разгрузочных камерах, но и в прилегающих к ним выработках.
Количественно характер пылеобразования определяют следующие показатели: удельный выход пыли — количество пыли, поступающей в атмосферу шахты от всех источников на единицу добываемой горной массы (г/т); интенсивность пылеобразования — количество пыли, поступающей в воздух от источника пылеобразования в единицу времени (г/мин, мг/с); запыленность воздуха — концентрация пыли в воздухе непосредственно у источника пылеобразования (на рабочем месте) или на определенном расстоянии от него (мг/м3).