Не позволяйте пыли стать «убийцей»: восемь основных мер борьбы с пылью в забоях тоннелей
Подземные забои угольных шахт подвержены воздействию пыли — невидимой угрозы здоровью шахтеров и безопасности горных работ. Длительное вдыхание пыли может привести к необратимому пневмокониозу, а высокая концентрация пыли может спровоцировать взрывы угольной пыли с катастрофическими последствиями. Именно поэтому создание комплексной многоступенчатой системы пылеподавления, охватывающей все этапы проходки, является важнейшим приоритетом безопасности. Ниже представлены восемь ключевых мер, упорядоченных по их роли в цепочке пылеподавления.
Наиболее эффективная стратегия — борьба с пылью у её источника. Если в первую очередь заняться буровзрывными работами — основными источниками пыли, то последующие работы значительно упростятся.
Мокрое бурение: основной метод борьбы с пылью. Бурение является основным источником пыли при проходке тоннелей. Мокрое бурение предполагает одновременное бурение и закачку воды: по центру буровой штанги проходит водяной канал, благодаря которому вода под высоким давлением подается прямо к забою скважины. Вода смешивается со шламом и превращает его в пульпу, предотвращая попадание пыли в воздух. Этот метод позволяет сократить количество буровой пыли более чем на 80% и должен стать стандартной практикой. Два критически важных момента: обеспечить стабильную подачу воды под давлением не менее 0,3 МПа и регулярно проверять уплотнения буровой штанги, чтобы избежать утечек, которые могут снизить как пылеподавляющие свойства, так и качество скважины.
Забойка с помощью водяных мешков: пылеподавления и охлаждения во время взрывных работ. Взрывные работы вызывают резкий скачок концентрации пыли. Обычная забойка сама по себе не может остановить пыль. При забойке с помощью водяных мешков используются тонкоплёночные мешки, заполненные водой, размер которых соответствует диаметру скважины и которые размещаются в нижней или средней части скважины вместе с обычным забойным материалом. При детонации заряда мешок разрывается, и вода мгновенно распыляется в виде мелкодисперсного тумана, захватывая 60–70% пыли и обеспечивая охлаждение, которое помогает снизить уровень токсичных газов, таких как угарный газ. Обычно на скважину используют один-два водяных мешка; выбирайте прочные плёночные мешки, чтобы избежать утечки до взрыва.
Даже при использовании систем контроля источников часть пыли всё же просачивается наружу. Следующий уровень направлен на перехват и сдерживание этой пыли, чтобы она не распространялась.
Система распыления/туманообразования, активируемая взрывом: мгновенное улавливание пыли. Система забойки с водяными мешками не может уловить всю пыль. Система распыления или туманообразования, активируемая взрывом, устанавливается на расстоянии 10–15 м от забоя и подключается к сигналу взрыва и автоматически активируется при детонации, создавая широкую завесу тумана, которая улавливает пыль до её распространения. Распыление должно продолжаться не менее 15 минут, чтобы дать частицам осесть перед возобновлением работ. На некоторых шахтах устанавливается один или два дополнительных барьера для распыления, образующих несколько линий перехвата для лучшей защиты.
Промывка стен и ребер туннеля: предотвращение вторичного пылеобразования. После взрывных работ свободная пыль прилипает к стенам и ребрам туннеля. Если её не убрать, последующее крепление анкерами, погрузка-разгрузка материалов или поток воздуха могут привести к её повторному уносу. Перед установкой анкеров или другими последующими работами бригады должны использовать водяные пистолеты высокого давления для промывки стен и ребер сверху вниз и от забоя к краям. Это удаляет налипшую пыль, поддерживает поверхность породы влажной и предотвращает вторичное пылеобразование. Особое внимание следует уделять углам и щелям возле крепей, где пыль обычно скапливается.
Увлажнение во время погрузки: борьба с пылью в местах перегрузки. Погрузка и транспортировка камня или угля — на погрузочной машине, в местах перегрузки конвейера и на штабелях материалов — приводит к образованию пыли из-за столкновений и истирания, особенно когда материалы сухие. Постоянное целенаправленное увлажнение в этих местах перегрузки поддерживает влажность материала и подавляет пыль. Рабочие используют шланги для орошения ковша погрузчика, штабелей камня/угля и мест перегрузки конвейера. Ключевой момент: сбалансировать расход воды. Избыток воды приводит к образованию комков и грязи, что может привести к проблемам с оборудованием (например, проскальзыванию конвейера); слишком малое количество воды не будет контролировать пыль.
После первичных и технологических мероприятий может остаться очень мелкая вдыхаемая пыль. Средний слой воздуха очищается механическими системами, фактически «промывая» шахтный воздух.
Очистка воздуха: вторичная очистка воздуха в тоннеле. Очистка воздуха – это защита среднего уровня. Типичные системы включают: (a) пылевытяжные вентиляторы, которые протягивают загрязненный воздух через фильтровальные рукава или циклонные сепараторы, выбрасывая очищенный воздух; и (b) высоконапорные водяные завесы, улавливающие пыль, проходящую сквозь завесу. Оборудование обычно размещается на расстоянии 50–100 м от рабочего забоя и требует регулярного технического обслуживания: очистки или замены фильтровальных рукавов и картриджей, обслуживания вентиляторов и поддержания чистоты форсунок водяной завесы для поддержания эффективности.
Если влажные методы нецелесообразны, в качестве запасных вариантов выступают сухие растворы и средства индивидуальной защиты.
Сухой пылеуловитель: альтернатива для мест с ограниченным доступом воды или неподходящих условий. В местах с ограниченным доступом воды или там, где мокрые работы нецелесообразны (например, из-за неустойчивого пола), сухой пылеуловитель является важной альтернативой. Установите герметичные пылеуловители в местах сверления или перегрузки и подключите их воздуховодами с отрицательным давлением к сухому пылеуловителю с картриджными фильтрами. Система должна быть хорошо герметичной, чтобы пылеуловитель плотно прилегал к скважине или точке перегрузки, все соединения воздуховодов были герметичными, а фильтры регулярно очищались или заменялись для предотвращения засорения.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ): последняя линия защиты. Средства защиты источника и инженерные системы не могут полностью устранить пыль; СИЗ защищают каждого шахтера, выступая в качестве последней меры безопасности. Работники должны носить соответствующую защитную одежду, включая:
Респираторы: используйте респираторы класса КН100 (фильтрация вдыхаемой пыли ≥99,97%); заменяйте фильтрующие элементы каждые 8 часов при нормальных условиях и чаще при более высоких концентрациях.
Защитные очки: защищают глаза от пыли, предотвращая конъюнктивит и другие травмы глаз.
Пылезащитные колпачки/шлемы: уменьшают загрязнение поверхности и вторичный перенос пыли.
Шахты должны обеспечивать всестороннее обучение персонала, чтобы он знал, как правильно носить и обслуживать СИЗ, и никогда не пренебрегать их использованием.
Комплексная защита на всех этапах. Борьба с пылью при проходке тоннелей зависит от скоординированных мер на четырёх уровнях: подавление источника, перехват процесса, очистка в середине процесса и защита конечной точки. Этот многоуровневый подход обеспечивает полномасштабную защиту: от мокрого бурения и забивки водяными мешками у источника до распыления с помощью взрывных устройств, промывки и смачивания стенок во время загрузки для ограничения распространения, очистки воздуха для удаления остаточной пыли и, наконец, использования средств индивидуальной защиты в качестве средства защиты.
Хотя современные интеллектуальные шахты все чаще внедряют автоматизированную систему распыления, мониторинг пыли в режиме реального времени и другие технологические усовершенствования, последовательное внедрение этих восьми основных мер остается основной основой для защиты здоровья шахтеров и предотвращения несчастных случаев, связанных с пылью.
