Угольная пыль, не содержащая SiO2............ 10

Пыль, выделяющаяся в рудниках, более опасна в отношении воз­можности заболевания пневмокониозом, чем угольная пыль. Однако пыль, взвешенная в породных забоях угольных шахт, зачастую также содержит большое количество свободного кремнезема. Так, в шахтах Карагандинского бассейна содержание SiO₂ достигает 25%, Кузнец­кого — 34%. Содержание SiO2 в углях находится в пределах 0,5 - 8%.

Снижение заболеваемости пневмокониозом обеспечивается путем

улучшения санитарно-гигиенических условий в шахтах и рудниках и, в частности, поддержания в выработках и рабочих помещениях надлежащей чистоты воздуха. Для этого проводится комплекс инженерно-технических мероприятий, направленных на уменьшение пылеобразования и подавление образовавшейся пыли. Для пылеподавления широко используется вода, а также вода с примесью смачива­телей. Наиболее часто применяются смачиватели ОП-7 и ДБ. Вода применяется при бурении шпуров с промывкой, для предварительной пропитки угольных пластов, орошения мест погрузки угля и руды в вагонетки, а также мест перегрузки полезного ископаемого и т. п.

При невозможности применения воды производится отсасывание пыли из мест интенсивного пылеобразования с последующим осажде­нием ее тем или иным способом.

Несмотря на эффективность применяемых способов борьбы с пылью невозможно поддерживать нормальную чистоту воздуха без деятельного проветривания выработок.

Пыль, находящаяся в горных выработках, частично взвешена в воздухе, а частично лежит на почве, боках и кровле выработки. Взвешенная в неподвижном воздухе пыль под влиянием силы тяжести будет выпадать тем быстрее, чем больше ее удельный вес и размеры пылинок. Скорость оседания пылинок шаровидной формы может быть подсчитана по формуле Стокса.

При этом для мелкодисперсной квар­цевой пыли величина эта получается очень малой: пылинки диамет­ром d = 1 мк, начавшие падение с высоты 2 м, достигнут почвы выработки только через 2 ч 20 мин, при d = 0,5 мк время падения равно 5 ч 30 мин, а для пылинок d = 0,1 мк — 33 ч.

Таким образом, теоретически очень мелкая минеральная пыль может долго находиться во взвешенном состоянии даже в неподвижном воздухе. Однако, как показывает опыт, истинная скорость V_и оседания мелкодисперсной пыли неправильной формы значительно превосходит теоретическую V_CT, полученную по формуле Стокса. Если обозначить через К отно­шение

, то, согласно нашим опытам, К имеет максимальное

значение для аэродинамически совершенных пылинок и минимальное для пылинок несовершенной формы. Максимальное и минимальное значения К определяются по формулам:

где d — размер пылинок, мк.

Из приведенных формул видно, что действительная максималь­ная скорость оседания пылинок размером 0,5—1 мк может в 500— 1000 раз превышать теоретическую, с увеличением размеров пылинок значение К уменьшается и при d = 10 мк становится равным 5.

Истинная минимальная скорость, наблюдаемая в опытах при крупности пылинок 10 мк, совпадает с теоретической, а при умень­шении размеров пылинок начинает превышать ее.

Скорость оседания угольных пылинок в спокойном воздухе v может быть найдена по выражению

где п имеет значения от 0,55 до 2,94.

С наименьшей скоростью, как показывает опыт, оседают частицы витреновой разности углей, а с наибольшей — пылинки кларена.

Пылинки, взвешенные в движущейся вентиляционной струе, вовлекаются последней в вихревые движения, направленные под любыми углами к оси потока. Это нарушает процесс оседания пыли­нок, они могут совершать как нисходящее, так и восходящее движе­ние, время оседания увеличивается, что способствует выносу пыли из выработки при сравнительно небольших скоростях.

Пылинки, осевшие на поверхности, могут быть подняты в воздух вентиляционной струей при возрастании ее скорости до некоторого предела.

Критическая скорость, при которой происходит сдувание пылинок с поверхности выработки, тем больше, чем больше удельный вес минерала, из которого состоят пылинки, крупность, влажность, слеживаемость пыли и др. Исходя из условий уменьшения запылен­ности атмосферы в горных выработках минимальная скорость движе­ния вентиляционной струи должна быть такой, которой вполне достаточно для поддержания мелкодисперсной пыли длительное время во взвешенном состоянии, что позволяет удалять ее в исходящую вентиляционную струю, но вместе с тем эта скорость не должна дости­гать критических значений, при которых в воздушный поток вовле­кается осевшая в выработках пыль. Из этих соображений устано­влены оптимальные скорости движения воздуха в выработке. Вслед­ствие крайней сложности процесса попытки теоретического решения задачи на определение минимальных и оптимальных скоростей не привели к надежным результатам.

Более достоверны результаты опытов, особенно проведенных в натурных условиях.

В соответствии с этими опытами в настоящее время в негазовых угольных шахтах рекомендуется в качестве минимальных скоростей движения воздушной струи принимать в очистных забоях 0,9 м /сек, в подготовительных 0,3 м/сек и в выработках с конвейерной достав­кой 0,7 м/сек; оптимальная скорость рекомендуется соответственно 1,6; 0,6 и 1,3 м/сек.