Экспериментальное исследование динамики изменения фракционного состава соляного аэрозоля в комбайновом забое калийного рудника

Механизированный процесс добычи калийной соли сопровождается выделением большого количества пыли. Концентрация пыли на рабочем месте машиниста комбайна может варьироваться в широких пределах и достигать 2000 мг/м3 воздуха, что существенно превышает предельно допустимую концентрацию 5 мг/м3. Такое превышение ПДК обуславливает вредное действие калийной пыли на организм работника. Статистические данные свидетельствуют о повышенном проценте заболеваемости органов дыхания у машинистов добычных комбайнов. Все это говорит о важности работ в области борьбы с калийной (сильвинитовой и соляной) пылью. Разработка новых способов снижения массовой концентрации пыли в атмосфере рабочих зон требует экспериментальных исследований процессов динамики аэрозоля в шахтных условиях. В настоящей работе приводятся результаты экспериментальных исследований изменения фракционного состава пылеватых частиц при движении в потоке воздуха. В частости установлено увеличение процентного содержания частиц мелкой фракции по мере удаления от источника пылеобразования и уменьшение крупной. Так, доля частиц размерами до 10 мкм увеличивается при удалении от источника пылеобразования с 43% до 73,14%. В то же время доля частиц крупных фракций (21–30 мкм и частиц свыше 31 мкм) в общей совокупности частиц снижается с 9% до 5,3% и с 15% до 0,81% соответственно. Полученные данные позволяют вычислить коэффициент осаждения пыли, что является важным для разработки сетевой модели динамики соляного аэрозоля. Помимо этого, установлена экспериментальная зависимость массовой концентрации пыли в атмосфере рабочей зоны от производительности комбайнового комплекса. Экспериментальные исследования, представленные в работе, проводились для условий работающего добычного комбайнового комплекса Урал 20 Р.

Ключевые слова: калийный рудник, соляная пыль, экспериментальные исследования, вредность калийной пыли, оседание соляного аэрозоля, фракционный состав соляных пылеватых частиц, тупиковый забой, зависимость концентрации пыли от производительности комбайна.
Как процитировать:

Исаевич А.Г., Файнбург Г.З., Мальцев С.В. Экспериментальное исследование динамики изменения фракционного состава соляного аэрозоля в комбайновом забое калийного рудника // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 1. – С. 60–71. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_1_0_60.

 

Благодарности:

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (проект № 0422–2019–0145-C-01), а также при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-45-596020).

Номер: 1
Год: 2022
Номера страниц: 60-71
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.4
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_1_0_60
Дата поступления: 17.05.2021
Дата получения рецензии: 08.07.2021
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.12.2021
Информация об авторах:

Исаевич Алексей Геннадиевич1 — канд. техн. наук, заведующий сектором, Scopus ID: 56671263900,
Файнбург Григорий Захарович1 — д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник, Scopus ID: 57191526131,
Мальцев Станислав Владимирович1 — канд. техн. наук, научный сотрудник, e-mail: stasmalcev32@gmail.com, Scopus ID: 57215839650,
1 Горный институт Уральского отделения РАН.

 

Контактное лицо:

Мальцев С.В., e-mail: stasmalcev32@gmail.com.

Список литературы:

1. Ищук И. Г., Поздняков Г. А. Средства комплексного обеспыливания горных предприятий: справочник. — М.: Недра, 1991. — 252 с.

2. Кобылкин А. С. Исследования пылераспределения в очистном забое у комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6-1. — С. 65—73. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-61-0-65-73.

3. Gendler S. G., Rudakov M. L., Kuznetsov V. S. Evaluation principles of the dust influence of mining enterprises on the environment // Latvian Journal of Physics and Technical Sciences. 2019, vol. 56, no. 3, pp. 62—69. DOI: 10.2478/lpts-2019-0020/.

4. Kaledina N. O., Kobylkin S. S., Kobylkin A. S. The calculation method to ensure safe parameters of ventilation conditions of goaf in coal mines // Eurasian Mining. 2016, no. 1, pp. 41—44.

5. Кобылкин А. С. Исследование распространения и осаждения частиц пыли в горных выработках, с учетом расположенного в ней оборудования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № S32. — С. 61—66.

6. Ma Q., Nie W., Yang S., Xu C., Peng H., Liu Z., Guo C. Effect of spraying on coal dust diffusion in a coal mine based on a numerical simulation // Environmental Pollution. 2020, vol. 264, article 114717.

7. Справочник по борьбе с рудничной пылью / Под ред. Л. И. Барона. — М., 1962. — 324 с.

8. Lotz G., Plitzko S., Gierke E., Tittelbach U., Kersten N., Schneider W. D. Dose—response relationships between occupational exposure to potash, diesel exhaust and nitrogen oxides and lung function: cross-sectional and longitudinal study in two salt mines // International archives of occupational and environmental health. 2008, vol. 81, no. 8, pp. 1003—1019.

9. Исаевич А. Г., Кормщиков Д. С. Исследование пылевой обстановки в условиях калийного рудника, опыт снижения запыленности атмосферы рабочих мест // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2018. — № 4. — C. 60—72.

10. Косяченко Г. Е. Гигиенические основы комплексной оценки добычи калийных руд Беларуси и рационального использования спелеосреды месторождения: автореф. дис. д-ра мед. наук. — Минск: БГМУ, 2004. — 38 с.

11. Медведев И. И., Красноштейн А. Е. Аэрология Калийных рудников. — Свердловск: УрО АН СССР, 1990. — 249 с.

12. Семин М. А., Исаевич А. Г., Жихарев С. Я. Исследование оседания пыли калийной соли в горной выработке // ФТПРПИ. — 2021. — № 2. — C. 178—191.

13. Semin M. A., Levin L. Y. Stability of air flows in mine ventilation networks // Process Safety and Environmental Protection. 2019, vol. 124, pp. 167—171.

14. Файнбург Г. З., Исаевич А. Г. Анализ микроциркуляционных потоков между микрозонами в забое тупиковых комбайновых выработок калийных рудников при различных способах проветривания // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3. — С. 58—73. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-3-0-58-73.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.