Основні шкідливі гази в рудничному повітрі

Оксид вуглецю (СО) - газ без кольору, запаху й смаку, його щільність 1,25 кг/м³; дуже отруйний. У порівнянні з киснем - в 300 разів активніше з'єднується з гемоглобіном крові, у результаті чого кров втрачає здатність поглинати кисень. Здатний викликати легке отруєння при концентрації 0,02 - 0,05 %. При концентрації оксиду вуглецю в повітрі 1 % смерть наступає після декількох вдихів. Гранично припустима його концентрація 0,0017 %. Газ трохи легше повітря, тому накопичується у верхніх частинах виробок. Утворюється при підривних роботах, пожежах, роботі двигунів внутрішнього згоряння.

Діоксид азоту (NO₂) — газ червоно-бурого кольору з різким запахом, його щільність 2,06 кг/м³. Він викликає подразнення слизуватих оболонок ока й органів дихання, що викликають кашель, у важких випадках — набряк легенів, що відбувається не одразу, а через 4—30 год після вдихання. При концентрації 0,025 % отруєння відбувається негайно. Поряд з діоксидом азоту при підривних роботах утворюються інші оксиди (N0, N₂О). Максимально припустима концентрація оксидів азоту в перерахуванні на N₂O дорівнює 0,00026 %, а на NO— 0,0001 %.

Діоксид сірки або сірчистий газ (SО₂) — безбарвний із подразнюючим запахом палаючої сірки щільністю 2,86 кг/м³. Утвориться при підривних роботах, окислюванні або горінні сульфідних руд. Викликає подразнення слизуватих оболонок ока й дихальних шляхів, набряк легенів. Гранично припустимий його вміст у повітрі 0,00038 %.

Сірководень (Н₂S) — безбарвний, з неприємним запахом газ, відчутним при концентрації 0,0001 %. При тривалому вдиханні пригнічуючи діє на органи нюху, внаслідок чого запах його не відчувається. Викликає сильні головні болі, блювоту, захворювання печінки й легенів. Утвориться при підривних роботах, гнитті органічних речовин. Максимально припустимий вміст у повітрі 0,00071 %.

Метан (СН₄) – горючий газ без кольору, запаху й смаку, легший за повітря. Щільність його складає 0,72 кг/м³. Виділяється при розкладанні органічних речовин без доступу кисню. Особливо великі його виділення спостерігаються у вугільних шахтах, менші — у калійних. Суміш метану з повітрям спалахує при температурі близько 600 °С. При концентрації його в повітрі до 5 % згорає блакитним полум'ям, при концентрації 5—16 % вибухає, при більшій концентрації через недолік кисню не горить і не вибухає. Під час вибуху метану виділяється велика енергія, температура досягає 2500 °С. При цьому виникає ударна повітряна хвиля, яка наносить значні пошкодження у виробках.

Максимально припустима концентрація метану в потоці повітря, що виходить із забоїв - 1%, а в загальношахтному вихідному потоці - 0,75%.

За кількістю горючих газів, що виділяються (метан і водень), шахти діляться на чотири категорії (Табл.1)

Табл.1 Категорії шахт за кількістю горючих газів

Категорія шахти	Відносна метанообільність шахти, м^3/т, Вид виділення метану
	до 5
	від 5 до 10
	від 10 до 15
Надкатегорійні	15 і більше; шахти небезпечні за суфлерним виділенням метану
Небезпечні раптовими викидами	Шахти,що розробляють пласти, небезпечні за раптовими викидами вугілля та газу

1.3 Рудничний пил. У результаті бурових і підривних робіт, навантаження й розвантаження корисних копалин і породи в шахті утворюється багато пилу, різного за дисперсним складом. Значна частина його осідає на ґрунт і стінки гірничих виробок, але найдрібніші частки (0,5-1 мкм і менше) тривалий час перебувають у повітрі у зваженому стані.

Рудничний пил є причиною професійних захворювань, що називаються пневмоконіозами. Розрізняють силікоз - захворювання від пилу, що містить діоксид кремнію Si₂, асбестоз — захворювання від азбестового пилу, антракоз — захворювання від вугільного пилу та ін. Найнебезпечніший є силікоз, що викликає сильну задишку та кашель із виділенням мокротиння й крові, розлад серцевої і легеневої діяльності. Ще більш небезпечний пил, що містить отруйні речовини (миш'як, ртуть, свинець), вдихання яких викликає захворювання центральної нервової системи й інших органів.

Норми запиленості повітря у забоях встановлюються залежно від шкідливості пилу. Наприклад, при вмісті в розроблювальних породах вільного діоксида кремнію більше 70 % припустима запиленість не вище 1 мг пилу в 1 м³ повітря, при вмісті діоксиду кремнію 10—70 % - не більше 2 мг/м³. Якщо мінеральний пил не містить вільного діоксида кремнію або токсичних речовин, норма запиленості підвищується до 10 мг/м³.

Пил горючих речовин при певній концентрації є вибухонебезпечним. Вугільний пил вибухає при температурі 650°С и вище. Вибух пилу, небезпечний як повітряною ударною хвилею, так і утворенням отруйних газів, а також можливістю виникнення пожеж.

Правила безпеки вимагають створення певних кліматичних умов у шахтах: температури й вологості повітря, швидкості руху як свіжого, так і відпрацьованого потоків повітря.

Нагрівання повітря в шахті відбувається в результаті його стиснення при подачі по стволу (на 1°С на кожні 100 м), теплопередачі від гірських порід, тепловиділення від діючих машин і механізмів, через підривні роботи, окисних процесів у гірських породах. Максимальна температура рудничного повітря не повинна перевищувати 26 °С. У зимовий час для запобігання обмерзання виробок повітря, що подається у шахту повинне бути підігріто не менш ніж до 2 °С.

Вологість рудничного повітря впливає на теплообмін організму людини. Сухим вважається повітря з відносною вологістю менш 60 %, помірно вологим - 60-80 % і сильно вологим - більше 80 %.

Швидкість руху повітря повинна забезпечувати комфортні умови для працюючих. Висока його швидкість має підвищену охолоджувальну дію на організм людини й збільшує запиленість через завихрення осілого пилу. При недостатній швидкості повітря зменшується тепловіддача організму людини і не забезпечується належний винос шкідливих газів і дисперсного пилу. Мінімальна швидкість руху повітряного струменя встановлена при температурі 20 °С: у очисних забоях 0,25 м/с; у підготовчих - 0,15 м/с; максимальна швидкість в очисних і підготовчих виробках 4 м/с; у головних відкаточних виробках і стволах для спуску людей — 8 м/с.

Контроль сполук рудничного повітря здійснюють хіміко-аналітичним методом і експрес-методом. У першому випадку в шахті беруть проби повітря, які піддають аналізу в хімічній лабораторії. Цей метод точний, але вимагає значного часу. Експрес-метод засновано на використанні переносних приладів - газоаналізаторів, що дозволяють отриматирезультати відразу під час виміру безпосередньо в місці узяття проби.

У гірничорудній промисловості застосовується хімічний газоаналізатор ГХ4. Він складається з комплекту скляних індикаторних трубок на різні гази й хутряний аспіратор, за допомогою якого продувають повітря через трубки. При пропусканні через трубку аналізованого повітря змінюється забарвлення реактиву, що перебуває в трубці. Концентрацію газу визначають по довжині стовпчика пофарбованого реактиву й об'єму повітря, пропущеного через трубки.

Основний метод визначення запиленості повітря — ваговий, при якому певний об'єм повітря за допомогою аспіратора пропускають через фільтр. Різницю в масі фільтра після й до пропущення повітря ділять на об'єм повітря, що пройшло через фільтр, одержуючи концентрацію пилу в мг/м³.

Швидкість руху повітря у виробках визначають анемометрами: крильчатим (для швидкості 0,1-5 м/с) і чашковим (для швидкості 1-30 м/с).Для виміру відносної вологості повітря служать аспіраціонні психрометри й таблиці до них.

Ступінь охолоджувальної дії рудничної атмосфери залежить від сукупного впливу на людський організм температури, швидкості руху повітря і його вологості. Її визначають за допомогою номограм приладом кататермометром.

Кількість повітря (м³/хв), необхідне для провітрювання рудника, встановлюють по декількох факторах:

1. Найбільшій кількості людей, що перебувають у шахті. При розрахунку по цьому фактору приймають норму повітря на одного підземного робітника 6 м/хв;

2. Витрати ВВ:

Q = 500A/t

А — максимальна кількість одночасно підриваємого ВВ, кг;

t — тривалість провітрювання, хв (тривалість провітрювання становить від 20—30 хв при мілкошпуровій вітбойці, до 8—20 год при масових вибухах);

3. Кількості газів, що безупинно виділяються (метану, вуглекислого газу):

Q = V/(14,4с)

V — загальна кількість газу, що виділяється в шахті за добу, м³;

с — припустимий вміст цього газу у вихідному потоці, %.

2. Переміщення повітря по гірничим виробкам. Депресія гірничих виробок.

Для переміщення повітря по гірничим виробкам необхідно створити тиск струменю повітря, що рухається. Повітря по гірничій виробці буде рухатися в тому випадку, якщо між її початком і кінцем буде різниця тисків, яка має назву - депресія (h). Депресія вимірюється в одиницях Паскалях. Чим більше депресія між двома пунктами, тим вище на цій ділянці швидкість руху повітря.

Дата добавления: 2014-01-07