Общая часть.

При ведении горных работ в выработках образуется значительное количество рудничной пыли, представляющий собой совокупность минеральных твердых частиц размером от 1 мм до долей микрона в поперечнике.

Рудничной пылью называют мелкие и мельчайшие частицытвердого минерального вещества, способные длительное время находиться в рудничной атмосфере во взвешенном состоянии или осевшие в выработках после длительного витания в воздухе. Витающую воздухе пыль называют аэрозолем, а осевшую – аэрогелем.

Витающая пыль вредна для людей, если ее концентрации в воздухе превышает санитарные нормы. Пыль вызывает различные заболевания: воспалительные процессы кожи, глаз, органов слуха, дыхательных путей и др. Чаще всего отмечаются заболевания органов дыхания, получившие общее название пневмонониоз (силикоз – если пыль содержит свободную двуокись кремния SiO₂; антрокоз при угольной пыли; асбетоз – от пыли асбеста и др.).

Предельно допустимые концентрации пыли в воздухе в мг/м³:

- пыль, содержащая более 70% свободной SiO ₂…………………1,0

- угольная пыль, содержащая до 10% свободной SiO₂ …………..2,0

- пыль барита, апатита, фосфорита, цемента содержащая

менее 10% свободной SiO₂ ………………………………………5,0

- угольная пыль, не содержащая свободной SiO₂ …………….….10,0

Взвешенные в воздухе пылевые частицы угля, серной и сульфидной руды весьма взрывоопасны. Взрывчатость пыли зависит от ее дисперсности, концентрации в воздухе, влажности, зольности, мощности источника воспламенения.

Опытами установлено, что пыль углей, содержащих менее 10% летучих веществ, отнесенных к безводной и беззольной массе (угли тощие и антрациты), практически не взрывчата. При содержании 10-15%-слабовзрывчата, при содержании летучих веществ свыше 15% - взрывчата. Наиболее легко взрывается пыль углей, содержащих от 17 до 32% летучих веществ (пыль жирных и газовых углей).

Для взрывчатых пылей существуют пределы взрывчатых концентраций. Для угольной пыли нижним пределом является концентрация, равная 18-34 г/м³, верхним – 1500-2000 г/м³. Температура воспламенения пыли 750-800^оС.

Взрывы серных пылей даже незначительной мощности, а также их вспышки очень опасны из-за образования ядовитых газов SO₂, H₂S. При опасности взрыва сульфидных пылей шахты разделяются на две группы, исходя из среднего содержания серы в руде:

1 группа – от 12 до 18% серы;

2 группа – более 18% серы.

Основным направлением в профилактике пневмокониозов и предотвращения взрывов рудничной пыли является проведение инженерно-технических мероприятий, обеспечивающих уменьшение пылеообразования при рабочих процессах и своевременное подавление пыли.

Для определения запыленности рудничного воздуха применяются следующие два основных метода пылевого контроля.

Весовой(гравиметрический) – основанный на определении массы пыли, находящейся во взвешенном состоянии в единице объема воздуха (мг/м³). Весовой метод является основным в пылевом контроле. Массовая концентрация запыленного воздуха определяется двумя способами:

а) улавливанием массы пыли из определенного объема запыленного воздуха, пропускаемого через фильтр. При данном способе, как наиболее точном, измеряют массу фильтра G₁ до G₂ после фильтрации через него воздуха, а также измеряют проходящий через фильтр объем воздуха Q, л/мин и время t, мин, в течение которого длилась фильтрация. Массовая концентрация пыли в воздухе определяется по формуле:

П_в = , мг/м³

При этом способе применяются ватные или бумажные фильтры, аспиратор (эжектор) для засасывания воздуха через фильтр и расходометр (литрометр) для определения количества проходящего через фильтр воздуха. В лабораторной работе более подробно рассмотрен аспиратор АЭРА. Применяются также ВЭР-1, АЭР-4М, УЭ-1.

Вторым способом определения массовой концентрации запыленного воздуха при весовом методе является:

б) измерение массы пыли в единице воздуха (мг/м³) с помощью переносных пылемеров Ф-1, Ф-2, ФЭП-В, ФЭПК-3, ДВП-1 и радиоизотопных пылемеров ИЗВ-1, ПРИЗ и др. более подробно будет рассмотрен фотопылемер Ф-1.

Счетный методизмерения запыленности воздуха является вспомогательным. Он используется для определения дисперсного состава пыли в воздухе и соотношения пылевых частиц в процентах по крупности в пылевом потоке. При этом методе из определенного объема воздуха осаждают пылевые частицы на покровное стекло, на котором под микроскопом считывают количество осевших пылинок и классифицируют их по крупности. Приборы для отбора проб воздуха на покровное стекло бывают 2-х типов:

а) динамические (ударные) пылеотборники типа ручного насоса, которые засасывают объем запыленного воздуха в течение очень короткого времени (мгновенно) через узкую щель, за которой пыль осаждается на покровное стекло. К приборам этого типа относятся СН-2, ТВК-3, «Оуэне-1» и др.

б) седиментационные (пылеосадочные) пылеотборники, у которых из определенного объема запыленного воздуха пыль оседает на всю площадь покровного воздуха в течение нескольких часов. В работе рассмотрен пылеотборник Грина.

Для определения взрывчатых свойств угольной и сульфидной пыли, а также для проверки качества осланцевания выработок служит переносной прибор МакНИИ типа ПКО-1 и ПКО-1М.