Экспериментальные исследования зависимости пылевой обстановки в тупиковой выработке от применяемого способа проветривания при механизированной добыче калийных руд

Процесс разработки калийных месторождений проходческо-очистными комбайнами характеризуется высокой степенью пылеобразования в тупиковых горных выработках, что негативно сказывается на условиях труда горнорабочих и производительности добычного комплекса. Основными источниками пыления являются узлы пересыпа руды, работа разрушающего исполнительного органа комбайна и работа шнековых грузчиков. Результаты численного моделирования, ранее произведенного авторами данной работы, показали, что изменение способа проветривания тупиковых выработок калийных рудников позволит нормализовать пылевую обстановку. Данные выводы послужили основанием для проведения опытно-промышленных испытаний, результаты которых описаны в статье. Представлена методика экспериментальных измерений, выполненных в рамках опытно-промышленных испытаний всасывающего, комбинированного (с преобладанием всасывающего) и нагнетательного способов проветривания тупиковой выработки при работе проходческо-очистного комбайнового комплекса. Приведены основные результаты опытно-промышленных испытаний, подтверждающие эффект, полученный ранее при численном моделировании: при всасывающем, а также комбинированном способах проветривания наблюдается существенное снижение концентрации пыли на всей протяженности выработки. В качестве экономического эффекта при снижении концентрации пылевого аэрозоля в тупиковой выработке можно отметить увеличение производительности добычного комплекса ввиду улучшения видимости при движении горнотранспортного оборудования. Немаловажным фактором является улучшение условий труда горнорабочих и повышение их безопасности в зоне работы горных машин путем снижения массовой концентрации мелкодисперсной пыли.

Левин Л. Ю., Суханов А. Е., Исаевич А. Г., Козунин И. И. Экспериментальные исследования зависимости пылевой обстановки в тупиковой выработке от применяемого способа проветривания при механизированной добыче калийных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 10. – С. 35–50. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_10_0_35.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (рег. номер НИОКТР 122012000396-6).

Левин Лев Юрьевич¹ — член корреспондент РАН, д-р техн. наук, профессор, заместитель директора ГИ УрО РАН, заведующий отделом аэрологии и теплофизики,
Суханов Андрей Евгеньевич¹ — младший научный сотрудник, e-mail: asukhanov@aerologist.ru,
Исаевич Алексей Геннадьевич¹ — д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник,
Козунин Илья Игоревич¹ — техник,
¹ Горный институт Уральского отделения РАН.

Суханов А.Е., e-mail: asukhanov@aerologist.ru.

1. Zhang W., Zheng F., Wei D., Guang S., Zeng X., Konkova N. G. Effects of nitrogen, phosphorus, and potassium base fertilizers on growth and yield of Taraxacum kok-saghyz Rodin // Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2023, vol. 184, no. 1, pp. 70—78. DOI: 10.30901/22278834-2023-1-70-78.

2. Семенов В. В., Мальчер М. А., Петров В. П., Морозов С. П. Проходческо-очистные комбайны «Урал» для добычи калийной руды и каменной соли // Горное оборудование и электромеханика. — 2008. — № 8. — С. 17—21.

3. Шишлянников Д. И. Совершенствование оборудования и режимов работы проходческоочистных комбайнов калийных рудников как энергоэффективных объектов функционирования. Автореф. дис. … докт. техн. наук. — СПб., 2021. — 273 с.

4. Катяев И. И., Бабич В. А., Пупышев А. П., Крюкова М. А. Повышение надежности и эффективности работы систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания в условиях жаркого климата // Техника и технология транспорта. — 2021. — № 4 (23). —С. 6. URL: http://transportkgasu.ru/files/N23-06KN421.pdf.

5. Исаевич А. Г., Кормщиков Д. С. Исследование пылевой обстановки в условиях калийного рудника, опыт снижения запыленности атмосферы рабочих мест // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2018. — № 4. — С. 60—74.

6. Медведев И. И., Красноштейн А. Е. Борьба с пылью на калийных рудниках. — М.: Недра, 1977. — 192 с.

7. Земсков А. Н., Лискова М. Ю. Роль средств индивидуальной защиты работников в обеспечении безопасных условий труда на горнодобывающих предприятиях // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2022. — № 3. — С. 61—70.

8. Чеберячко С. И., Радчук Д. И., Дерюгин О. В. Эффективность шахтерских респираторов // Гигиена и санитария. — 2021. — Т. 100. — № 2. — С. 129—134. DOI: 10.47470/0016-9900-2021100-2-129-134.

9. Nancy Bollinger M. S. NIOSH Respirator Selection Logic. Department of health and human services, Сenter for Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health. DHHS (NIOSH) Publication no. 2005-100.

10. Старков Л. И., Земсков А. Н., Кондрашев П. И. Развитие механизированной разработки калийных руд. — Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2007. — 522 с.

11. Colinet J. F., Halldin C. N., Schall J. Best practices for dust control in coal mining, 2nd edition. Pittsburgh, PA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, Centers for Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health, DHHS (NIOSH) Publication no. 2021-119 (IC 9532), 2021 Aug, pp. 1—164. DOI: 10.26616/NIOSHPUB2021119.

12. Lindsay Mundell R. Blowing versus exhausting face ventilation for respirable-dust control on continuous mining sections. MESA, 1977, 11 p.

13. Wang H., Wang C., Wang D. The influence of forced ventilation airflow on water spray for dust suppression on heading face in underground coal mine // Powder Technology. 2017, vol. 320, pp. 498—510. DOI: 10.1016/j.powtec.2017.07.069.

14. Zhang K., Zhang J., Wei J., Ren T., Xu X. Coal seam water infusion for dust control: a technical review // Environmental Science and Pollution Research. 2019, vol. 26, pp. 4537—4554. DOI: 10.1007/s11356-018-04086-x.

15. Ji M., Sun Z., Guo H. The application of the foam technology to the dust control for reducing the dust injury of coal mines // Applied Sciences. 2022, vol. 12, no. 21, article 10878. DOI: 10.3390/ app122110878.

16. Isaevich A., Semin M., Levin L., Ivantsov A., Lyubimova T. Study on the dust content in dead end drifts in the potash mines for various ventilation modes // Sustainability. 2022, vol. 14, article 3030. DOI: 10.3390/su14053030.

17. Исаевич А. Г., Семин М. А., Файнубрг Г. З., Александрова М. А. О неэффективности нагнетательного способа проветривания при решении задачи нормализации пылевой обстановки в тупиковом забое калийного рудника // Безопасность труда в промышленности. — 2022. — № 6. — С. 52—59. DOI: 10.24000/0409-2961-2022-6-52-59.

18. Левин Л. Ю., Гришин Е. Л., Кормщиков Д. С. Опасна ли рециркуляция при работе вентилятора местного проветривания? // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2018. — № 4. — С. 310—317.

19. Трубицын А. А., Козлов Д. Н., Ермаков А. Ю., Ярош А. С., Трубицына Д. А. Разработка прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01 для предприятий угольной промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2007. — № 3. — С. 95—97.

20. McPherson M. J. Subsurface ventilation and environmental engineering. Springer Science & Business Media, 2012, 905 p. DOI: 10.1007/978-94-011-1550-6.