Рудничная пыль, как профессиональная вредность и причина взрыва, состав, свойства, методы борьбы с пылью

Рудничная пыль - частицы полезного ископаемого и/или пустой породы, взвешенные в рудничном воздухе или осевшие в горных выработках.

Рудничная пыль - основная профессиональная вредность в горнорудной промышленности. Современной гигиеной разработаны предельно допустимые концентрации рудничной пыли в рабочей зоне. Вредность пыли выражается в том, что воздействие её может привести к поражению лёгких, сопровождающемуся замещением живой ткани крупноволокнистой соединительной тканью, а также к заболеваниям верхних дыхательных путей, глаз, кожи.

Профессиональные вредности - производственные вредности, факторы трудового процесса и производственной среды, оказывающие неблагоприятное воздействие на здоровье и работоспособность человека и вызывающие при определённых условиях развитие профессиональных болезней.

Пневмокониозы - группа заболеваний лёгких, вызванных длительным вдыханием производственной пыли и характеризующихся развитием в них фиброзного процесса; относятся к профессиональным болезням. Встречаются у рабочих горнорудной, угольной и некоторых др. отраслей промышленности.

В зависимости от состава вдыхаемой пыли различают несколько видов пневмокониозов:

§ силикоз (вызванный вдыханием пыли, содержащей большое количество свободной двуокиси кремния (SiO2));

§ силикатозы (от пыли силикатов, т. е. веществ, содержащих двуокись кремния, связанную с др. элементами, например алюминием, магнием);

§ асбестоз (от асбестовой пыли);

§ талькоз (от тальковой пыли);

§ антракоз (от каменно-угольной пыли);

§ сидероз (от пыли железа);

§ силикоантракоз (от смешанной пыли двуокиси кремния и каменного угля) и др.

 

Пневмокониозы - хронические заболевания, обычно развивающиеся исподволь. Течение заболевания зависит от условий труда (степень запылённости воздуха в рабочем помещении, состав пыли), наличия сопутствующих заболеваний (особенно органов дыхания, в том числе туберкулёза, и сердечно-сосудистой системы), индивидуальной чувствительности организма. Вначале отмечаются боли в груди, сухой кашель. В дальнейшем появляются признаки лёгочной недостаточности, к которым затем могут присоединиться явления сердечной недостаточности. Нередко наблюдаются изменения (атрофия или гипертрофия) слизистых оболочек дыхательных путей, нарушаются функции желудка и поджелудочной железы, возникают нарушения обмена веществ. Осложнения: воспаление лёгких, туберкулёз, хронический бронхит, бронхоэктатическая болезнь.

Рудничная пыль при определенных условиях и составе может взрываться.

Взвешенную в воздухе рудничную пыль называют аэрозолем. Аэрозоль состоит из мелких горючих и энергично окисляющихся с выделением тепла частиц. При определенных концентрациях и температурах он может воспламеняться и взрываться, вследствие большой поверхности соприкосновения тонко дисперсированной пыли с кислородом и активного его поглощения. Кроме того, пыль, содержащая углеводороды, в случае нагревания выделяет горючие газы. Облако пыли, нагретое в одной точке до определенной температуры, быстро воспламеняется во всем объеме ее нахождения. Это горение может превратиться во взрыв.

Температура воспламенения угольной пыли составляет 700÷800^оС, а метановоздушной смеси - 650÷750^оС.

Взрыв угольной пыли имеет ряд особенностей:

· взрыв пылевого облака обусловливается степенью дисперсности пыли, ее способностью к агрегации, содержанием влаги, геометрией пространства, мощностью источника воспламенения;

· химический состав пыли обусловливает выход летучих продуктов, которые принимают участие во взрыве;

· взрыву предшествует накопление тепла в результате реакции окисления и образование газообразных продуктов;

· облако угольной пыли способно самовозгораться электричеством вследствие трения пылинок друг о друга, а при благоприятных условиях — разряжаться с появлением искр, которые могут воспламенить пыль;

· при взрыве пыли всегда образуется много окиси углерода, в то время как при взрыве метана образуется преимущественно углекислый газ.

Химический состав пыли. Одним из основных факторов, характеризующих склонность пыли к взрыву, является выход летучих веществ при термическом разложении угля без доступа воздуха. Главными компонентами в составе летучих веществ, обуславливающими взрывчатость пыли, являются смолистые соединения и тяжелые углеводороды. Основными горючими составляющими летучих веществ являются метан, водород, окись углерода, углекислый газ, этан, тяжелые углеводороды и др. Нижний предел взрывчатости смеси газообразных продуктов термического разложения угля практически постоянен и равен 4,2%. Существенное значение имеет состав среды, в которой происходит взрыв. Если в шахтной атмосфере содержится метан, взрыв возможен при более низких концентрациях пыли. Установлено, что нижний предел взрываемости сильновзрывчатой пыли равен 17÷18 г/м3, а в присутствии 2,5% метана он понижается до 5÷6 г/м³.

Дисперсность пыли. Дисперсный состав пыли является существенным фактором, определяющим ее взрывчатость. При больших размерах частиц пыли наблюдается почти линейный рост силы взрыва с увеличением дисперсности или удельной поверхности пыли. Взрывчатость угольной пыли растет с увеличением степени ее измельчения, и поэтому в шахте по мере удаления от источника пылеобразования она становится потенциально более взрывоопасной.

Влажность пыли. Фактор влажности играет существенную роль при оценке взрывчатости пыли. Влага действует как инертная добавка. Взвешенная в шахтном воздухе пыль с любым содержанием влаги при наличии мощного источника воспламенения может взорваться. Основным фактором в защитном действии влаги от взрыва является связывание осевшей пыли на почве и боковых поверхностях горных выработок.

Зольность пыли. Наличие золы снижает взрывчатость угольной пыли, поскольку часть образующегося тепла расходуется на нагрев частичек инертной пыли, что приводит к снижению температуры аэрозоля. Естественное содержание золы в угле обычно недостаточно, чтобы предупредить взрыв. Поэтому применяют искусственное озоление пыли в выработках — осланцевание.

Меры борьбы с запыленностью воздуха: Орошение водой в местах пылеобразования. Места перегрузки с одного конвейера на др. или в рудоспуск окожушивают. При бурении применяют промывку шпуров и скважин водой. При работе комбайнов вода направляется в то место, где производится разрушение угля. Для осаждения пыли в выработках устраивают водяные завесы. На калийных рудниках применяют сухое пылеподавление.