автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка способа и средства оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт

На правде рукописи

ЯРОШ Алексей Сергеевич

РАЗРАБОТКА СПОСОБА И СРЕДСТВА ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ УГОЛЬНЫХ

ШАХТ

Специальность: 0S.26.01 - «Охрана труда (горная промышленность)»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003445Э93

1 8 ,'; I 7i.no

Москва - 2008

003445993

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии Национальный научный центр горного производства ИГД им А А Скочинского ФГУП ННЦ-ГП ИГД им А А Скочинского

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

ИЩУК Игорь Григорьевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор КУДРЯШОВ Валерий Викторович кандидат технических наук ПОДОБРАЖИН Сергей Николаевич

Ведущая организация

ОАО НЦ ВостНИИ

Защита состоится 01 10 2008 г в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 002 074 02 при УРАН Институт проблем комплексного освоения недр РАН по адресу 111020, г Москва, Крюковский тупик, 4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УРАН Институт проблем комплексного освоения недр РАН

Автореферат разослан 29 августа 2008 г

Ученый секретарь диссертационного { И Г. Милетенко

совета, с н с, доктор технических наук

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

В настоящее время в мировой практике для измерения концентрации пыли в воздухе подземных выработок угольных шахт используются средства измерения, основанные на различных физических методах Однако специфика контроля запыленности воздуха в угольных шахтах России обусловила ситуацию, когда существующие приборы контроля пылевой обстановки не нашли широкого применения в силу ряда причин К основным недостаткам серийно выпускаемых приборов пылевого контроля относятся необходимость калибровки для каждого источника пылевыделения (оптические приборы), сложность утилизации отработанных элементов (радиоизотопные), необходимость взвешивания фильтров, предполагающая наличие дополнительного аналитического оборудования (прямой весовой метод измерения)

По результатам расследований последних крупных аварий на угольных шахтах ОАО ОУК «Южкузбассуголь» установлено, что причиной катастрофических последствий и гибели большого количества людей стало участие угольной пыли во взрыве метановоздушной смеси В связи с этим в мероприятиях по недопущению подобных аварий центральное место занимают вопросы борьбы с пылью Все это делает особенно актуальным решение задачи по созданию прибора оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт

Целью работы является разработка прибора оперативного контроля запыленности воздуха для измерения массовой концентрации пыли в горных выработках угольных шахт

Идея работы заключается в определении изменения аэродинамического сопротивления фильтра в процессе его запыления для создания переносного экспресс прибора оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт Задачи исследований:

1. Провести анализ состояния пылевой обстановки в забоях угольных шахт, нормативной базы и методов контроля запыленности воздуха в горных выработках

2 Разработать способ оперативного контроля запыленности воздуха в угольных шахтах Определить граничные условия применения разработанного способа измерения запыленности воздуха, минимизирующие в пределах погрешности измерений влияние вещественного и дисперсного состава пыли

3. Разработать прибор контроля запыленности воздуха рабочей зоны в горных выработках угольных шахт

4 Разработать пакет технической документации для постановки на серийное производство прибора контроля запыленности воздуха, провести стендовые и шахтные испытания

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий обработку и системный анализ информации, моделирование и теоретический анализ физических процессов, экспериментальные стендовые и шахтные исследования

Научные положения, выносимые на защиту:

- реализация способа измерения запыленности воздуха, основанного на регистрации изменения аэродинамического сопротивления фильтра, возможна при оптимальной начальной скорости фильтрации 13,5 л/мин и минимальной -6 л/мин,

- соотношение объема прокачанного через фильтр запыленного воздуха и величины изменения аэродинамического сопротивления фильтра определяет массовую концентрацию пыли в воздухе с погрешностью в пределах 20 %,

- изменение аэродинамического сопротивления при запылении фильтра, характеризуемое падением величины сигнала анапогово-цифрового преобразователя (АЦП) в пределах 35<4АЦП<50, минимизирует влияние вещественного и дисперсного составов осадочных горных пород в пределах допустимой погрешности,

- точность измерений в граничных условиях разработанного способа не зависит от температуры и влажности запыленного воздуха

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются.

- необходимым и достаточным для статистической обработки массивом информации, полученной в процессе экспериментальных и шахтных исследований,

- удовлетворительной сходимостью результатов стендовых, промышленных испытаний и лабораторных исследований разработанного прибора контроля запыленности воздуха (погрешность не более 20 %),

- результатами практического применения разработанного способа и средства контроля запыленности воздуха на угольных шахтах России

Научная новизна работы заключается в следующем

- разработан способ оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках, заключающийся в определении соотношения объема прокачанного через фильтр запыленного воздуха и изменения аэродинамического сопротивления фильтра, которые характеризуют массовое содержание пыли в воздухе Определены граничные условия для реализации данного способа,

- установлено, что вещественный и дисперсный составы витающей пыли осадочных горных пород, а также температура и влажность воздуха при установленных граничных условиях оказывают влияние на погрешность измерения в допустимых пределах,

- разработано принципиально новое техническое средство для реализации оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт (патент РФ № 53368 кл 7 Е 21 Р 5/00)

Личный вклад автора состоит

- в проведении анализа состояния пылевой обстановки на угольных шахтах, нормативной базы контроля пылевого фактора и методов контроля запыленности рудничной атмосферы,

- в разработке способа оперативного контроля запыленности рудничной атмосферы,

- в разработке прибора оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт,

- во внедрении прибора на угольных шахтах России Практическая ценность работы состоит в разработке принципиально новых способа и технического средства для ведения оперативного контроля запыленности рудничной атмосферы для повышения безопасности ведения горных работ и охраны труда

Реализация работы. В 2006 г освоено серийное производство прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01 Получено разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на применение прибора Прибор ПКА-01 внесен в Госреестр средств измерений Приборы ПКА-01 в настоящее время эксплуатируются более чем на 70 угольных шахтах России

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-технических семинарах НЦ ВостНИИ (г Кемерово), научных симпозиумах «Неделя горняка-2007» и «Неделя горняка-2008» (г Москва)

Публикации. По теме диссертации опубликовано десять печатных работ, в том числе один патент на изобретение

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 157 страницах машинописного текста, включая 21 рисунок, 22 таблицы, список использованных источников из 97 наименований и 8 приложений

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен анализ состояния запыленности воздуха в забоях угольных шахт Кузбасса и обзор существующих способов и средств контроля концентрации пыли в воздухе

В решение проблемы борьбы с пылью и разработки средств контроля запыленности воздуха в угольных шахтах большой вклад внесли российские ученые И Г Ищук, В В Кудряшов, Г А Поздняков, А В Трубицын, Б Ф Кирин, В В Ткачев, JIЯ Лихачев, С Н Подображин и многие другие исследователи

Уровень ведения горных работ на современном этапе развития технологий и угледобывающей техники неизбежно обуславливает интенсивное пылевыде-ление при ведении работ По результатам проведенных замеров при определении технически достижимых уровней запыленности воздуха (ТДУ) установлено, что для очистных забоев угольных шахт Кузбасса характерно повышенное содержание тонких фракций до 4 мкм -19,2-62,3 %, 4-10 мкм - 15,1-44,4 % при изменении общей концентрации пыли в широком диапазоне (до 300 мг/м3) В проходческих забоях весовая доля тонких фракций до 4 мкм составляла 10-77,6 %, фракций 4-10 мкм от 3 до 49 % при общей запыленности до 550 мг/м3

Известно, что продолжительное воздействие высокого уровня остаточной запыленности тонкодисперсной пыли может привести к развитию профессиональных легочных заболеваний Подобная ситуация неизбежно требует создания действенной системы производственного и гигиенического контроля пылевой обстановки на рабочих местах угольных предприятий, который, в свою очередь, невозможен без надежного приборного обеспечения

Различают два основных метода измерения концентрации запыленности воздуха Качественное их отличие состоит в том, что первый метод основан на предварительном осаждении пьши, а второй не требует предварительного ее осаждения К методам измерения концентрации пыли, основанным на предварительном ее осаждении, относятся весовой (аспираторы АЭРА, дозиметр пыли ДП, CIP-10, пылемер Respicon), радиоизотопный (радиоизотопный кон-центратомер ИКАР-02, РКП-7 и РКП-11), оптический, пьезоэлектрический, метод, основанный на улавливании пыли водой, метод механических вибраций К методам измерения концентрации пыли без предварительного ее осаждения относятся оптический метод (лазерный пылемер «Симслин», экспресс-пылемер ТМ data), электрический и акустический При этом мировой опыт разработки приборов пылевого контроля основывается на трех основных принципах оптическом, радиоизотопном и гравиметрическом, недостатки которых достаточно полно описаны в литературе Все это позволяет утверждать, что в настоящее время разработка новых способов и средств измерения концентрации пылевого аэрозоля в угольных шахтах является весьма актуальной задачей

Во второй главе приведены результаты исследований по обоснованию способа измерения запыленности и разработки математического алгоритма расчета концентрации пыли

После проведения анализа существующих способов и средств контроля запыленности был предложен способ измерения, основанный на изменении аэродинамического сопротивления фильтрующего элемента за счет определения объемного расхода прокачиваемой пробы запыленного воздуха В качестве воз-духо-протяжного устройства был принят центробежный вентилятор

Для реализации данного способа возникла необходимость выбора фильтрующего элемента, который отвечал бы следующим техническим требованиям фильтр должен обладать высокой эффективностью задержки пыли, иметь однородную равномерную плотность, скорость фильтрации воздуха через чистый фильтр не должна изменяться более чем на 25 %, аэродинамическое сопротивление должно изменяться при запылении не менее чем на 20 %

Исходя из данных требований для исследований были отобраны образцы специальной фильтровальной бумаги Все представленные образцы по технической характеристике не пропускают пыль фракции более 0,5 мкм

В результате исследований установлено, что наиболее полно отвечает предъявляемым требованиям фильтровальная бумага типа E60U (Германия)

Для проверки четвертого условия были проведены исследования по определению зависимости аэродинамического сопротивления от величины навески пыли Результаты исследований (средние значения) для углей марок Г, Ж и пыли алевролита приведены на рисунке 1

В результате проведенных исследований установлено, что бумага типа E60U (Германия) соответствует всем предъявляемым требованиям для разработанного способа, объем прокачиваемого воздуха и аэродинамическое сопротивление пропорциональны величине навески пыли на фильтре (запыленности воздуха)

Рис 1 Зависимость скорости фильтрации через фильтр от величины навески пыли круглый маркер — уголь марки Г, квадрат-марки Ж, ромб-алевролита Таким образом, к рассмотрению в качестве способа измерения концентрации пыли в воздухе принят способ фильтрования запыленного воздуха через фильтрующий элемент с образованием осадка, количество которого определяет разность давлений на наружной и внутренней поверхностях фильтра В обобщенном смысле разработанный способ является фильтрованием аэрозоля (пы-левоздушного) через несжимаемую пористую поверхность, которая задерживает твердую фазу аэродисперсной системы При этом в качестве фильтрующего элемента выбран материал, имеющий минимальный размер пор, те с эффективностью удерживания частиц не менее 99,5 %, а размер удерживаемых частиц не менее 0,5 мкм Это и обусловило возможность разработки данного способа, тк при частичном закупоривании пор частицами пыли более крупного размера, чем собственная пористость материала, вследствие адсорбции сквозные поры закупориваются Кроме того, по мере запыления на фильтре образуется слой пыли, что обуславливает возникновение разности давлений, которая однозначно для данного фильтрующего материала может характеризовать величину концентрации пыли в отбираемой пробе воздуха Коротко сформулируем основные теоретические и расчетные предпосылки, необходимые для определения допустимого диапазона граничных условий данного метода

Известно, что все многообразие физических процессов, происходящих при фильтровании, описывается тремя типами При этом основным показателем, определяющим тип фильтрования, является отношение скорости фильтрования к скорости осаждения твердых частиц В рассматриваемом случае вследствие малого размера частиц витающей пыли (как правило, он не превышает 100 мкм) скорость их осаждения соизмерима со скоростью фильтрации, т е речь идет о фильтровании с образованием осадка на фильтрующем элементе Уравнение фильтрования с образованием осадка в дифференциальной форме можно записать в следующем виде

dV _ АР m

Sdr vK+Rj'

где V — объем запыленного воздуха, м3, S - площадь фильтрующего элемента, м2, т - продолжительность фильтрования, с, АР - разность давлений, кг*м"2, ¡л -вязкость воздуха, кг*с*м"2, Яос — сопротивление слоя осадка, м"1, йф„ - сопротивление фильтрующего элемента, м"1 При этом левая часть уравнения представляет собой переменную скорость фильтрации (м/с) Проведя необходимые подстановки и преобразования уравнение (1) можно привести к следующему виду

W

1 + kWm4q

где W — мгновенная скорость фильтрования (м/с), fV„m - начальная скорость фильтрования, q — толщина слоя осадка на фильтрующем элементе (м), и

* = (3)

В последнем равенстве числитель характеризует сопротивление слоя пыли на фильтрующем элементе в процессе фильтрования При этом постоянная к (с*м"2) характеризует интенсивность уменьшения скорости фильтрования по мере увеличения количества пыли на фильтре Так как общее сопротивление фильтрующего элемента R в данном случае является величиной обратно пропорциональной скорости фильтрования, то подставив вместо W в последнем уравнении переменную 1/R и дифференцируя уравнение (2), можно записать

f-k <4>

dq

Для практических расчетов приведенные выше уравнения можно использовать при условии, если известны постоянные к и Wlla4 Для этого в уравнении (2) заменим W на dq/dt и после интегрирования в пределах от 0 до г и от 0 до q и соответствующих преобразований получим

-? = --— (5)

2 ч К«*

Подставляя в последнее уравнение значения к и W„a41 получим следующее выражение для определения мгновенной скорости фильтрования

^=кЛ+2ккЛ1П (б)

Таким образом, при фильтровании с образованием осадка на поверхности фильтра общее сопротивление складывается из собственного сопротивления фильтра и дополнительного сопротивления, которое создается частицами, задерживаемыми фильтром При этом зависимость (5) будет линейной, если ее представлять в координатах (q, г/q)

Были проведены исследования по определению начальной скорости фильтрации, которая является основным параметром при выборе фильтрующего материала и вентилятора для отбора пробы воздуха (с точки зрения его производительности) Проводилось не менее 5 измерений Средние значения экспериментальных и расчетных показателей приведены в таблице 1

Таблица 1 - Зависимость толщины слоя пыли от времени фильтрования

Время измереиия, с Привес фильтра, кг Расчетная толщина слоя пыли д, м т/ц, с/м

10 2,025*10° 7,5*10 ' 13275007,9

30 3,5*10-' 1,3*10" 23010008,2

160 8,1*106 3*10'ь 53100008,1

Компьютерная обработка полученных данных позволила установить, что они с коэффициентом регрессии г=0,9989 хорошо описываются уравнением

- = (1,77 *1013)* ,7 + 8,12. (7)

Ч

После проведения простых вычислений, установлено, что начальная скорость фильтрации \Утч=0,123153 (м/с) Подставляя значения из таблицы 1 в уравнение (5), получим, что средняя расчетная скорость фильтрации составляет IV,шч=0,125 (м/с) и хорошо согласуется с экспериментальными данными

Таким образом, проведенные аналитические и экспериментальные исследования позволили установить, что начальная скорость фильтрации через чистый фильтр должна составлять 1¥11ач=0,]25 м/с (IVтч 13,5 л/мин) Подставляя данное значение в уравнение (6), можно определить минимально возможную скорость фильтрации По результатам расчетов она составляет 5,5 л/мин, и с учетом допустимой погрешности она была принята б л/мин Следовательно, реализация способа измерения запыленности воздуха, основанного на регистрации изменения аэродинамического сопротивления фильтра, возможна при оптимальной начальной скорости фильтрации 13,5 л/мин и минимальной - 6 л/мин.

После конструкторской проработки был изготовлен экспериментальный образец прибора контроля запыленности ПКА-01, принцип действия которого заключается в следующем Через фильтрующий элемент с помощью центробежного вентилятора прокачивается запыленный воздух, который поступает в рабочее пространство датчика расхода Оседающая на фильтре пыль приводит к увеличению аэродинамического сопротивления, снижая расход воздуха через датчик Величина цифрового сигнала с датчика уменьшается и при достижении фиксированного значения (ДАЦП) прибор отключается Встроенный микропроцессор регистрирует показания датчика расхода воздуха, величину падения скорости фильтрации, время измерения и рассчитывает по специальному алгоритму запыленность воздуха

Первоначально расчет концентрации пыли велся по единой экспериментальной кривой Однако было установлено, что скорость фильтрации воздуха через чистый фильтр изменяется в достаточно широком диапазоне - от 6,5 до 15,5 л/мин В связи с этим достичь требуемой погрешности измерения 20 % не представлялось возможным Исследования экспериментального образца проводились на установке УПП-1 Для исследований была выбрана угольная пыль марки Г фракцией до 100 мкм и породная пыль (алевролит) той же крупности Время измерения составляло 5 мин Количество проведенных измерений - более 2500 Выборочные результаты исследований (средние значения) приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Влияние начальной скорости фильтрации на погрешность измерений____

Запыленность воздуха, мг/м3 Начальная скорость фильтрации, л/мин Привес фильтра, мг Погрешность измерения, %

10,5 0,51 42

11,5 0,64 -29

50±5 12,5 0,83 -8

13,5 0,98 9

14,5 1,10 22

15,5 1,19 32

600±50 10,5 6,99 -29

11,5 7,41 -24

12,5 9,04 -8

13,5 10,41 6

14,5 11,87 21

15,5 13,08 33

Погрешность измерения изменяется в широком диапазоне от -29 до 42 % для различного начального аэродинамического сопротивления фильтра Это делает необходимым разработку специального алгоритма расчета концентрации пыли в зависимости от начальной скорости фильтрации.

Наибольшая погрешность измерения во всех диапазонах концентрации пыли наблюдалась при скорости фильтрации 6-12 л/мин и более 13,5 л/мин В связи с этим диапазон алгоритмического расчета измеряемой концентрации пыли разбит на три уровня 6-12 л/мин, 12-13,5 л/мин и более 13,5 л/мин В результате статистической обработки данных установлены коэффициенты для каждого диапазона, что позволило производить расчет концентрации, который в общем виде выражается следующей зависимостью

С„,=1000 (8)

где Спкл - измеренная прибором запыленность воздуха, мг/м3, Л АЦП - изменение значения сигнала аналого-цифрового преобразователя датчика, У„„ - объем прокачанного за время измерения воздуха, л, т - приведенная масса фильтра, мг, 6=0,5 для начальной скорости фильтрации до 12 л/мин, ¿=0,47 для диапазона от 12 до 13,5 л/мин, 6=0,44 для начальной скорости фильтрации более 13,5 л/мин.

Выбор необходимой и достаточной величины конечного значения сопротивления фильтра по мере его запыления (т е обеспечение представительности навески) определялся по изменению значения сигнала аналого-цифрового преобразователя датчика (ДАЦП) Регистрировались следующие показатели вес чистого фильтра (т/, мг), привес фильтра (Лт, мг), вес запыленного фильтра {т2> мг), начальная скорость фильтрации воздуха через чистый фильтр (л/мин), ДАЦП, значение запыленности воздуха, измеренное прибором (Спкл, мг/м3), продолжительность измерения (с), суммарный расход воздуха через фильтр за время измерения (л), расчетное значение запыленности воздуха (С„ мг/м3), погрешность измерения (8, %) Расчетное значение запыленности воздуха в пылевой камере определялось по формуле

с, =

1000*Д/л

(9)

Пофешность измерения в диапазоне концентрации пыли в воздухе до 100 мг/м3 (приведенная погрешность 8п) рассчитывалась по формуле (10), а при запыленности более 100 мг/м3 (относительная погрешность <5от„) по формуле

(П)

8. = Спка7С' 100, (10)

J _

100

С -С

с,

100

(И)

В процессе проведения исследований установлено, что погрешность измерений в определенных граничных условиях не зависит от структуры пылевого аэрозоля Результаты проведенных исследований приведены выборочно (средние значения) и только для пыли, приготовленной из угля марки Д в таблице 3

Am, мг К., л Продолжительность измерения, с Л А ЦП С„ Mr/MJ С„кл, мг/м3 <5, %

Пыль угольная марки Д, крупностью менее 100 мкм

5,2 3,1 19 100 1677,4 1091,5 -34,9

4,6 11,2 62 410,7 670,3 63,2

1,7 38,4 219 44,3 87,3 23

3,9 2,9 20 75 1344,8 1698,9 25,6

3,1 8,7 52 356,3 270,3 -24,2

1,1 39,3 203 28 11,5 -16,5

3,2 2,4 15 50 1333,3 1112,8 -16,5

2,0 9,3 46 215,1 207,9 -3,3

1,4 12,6 67 111,1 109,6 -1,4

2,9 2,1 12 35 1381 1370,5 -0,8

1,7 5,3 17 320,8 342,1 6,6

0,4 18,6 120 21,5 27,6 6,1

2,0 1,2 10 25 1666,7 2090,6 25,4

0,7 10,3 48 68 99,2 31,2

0,4 18,2 91 22 47,1 -25,1

Установлено, что при ДАЦП>75 погрешность измерения превышает допустимые пределы особенно часто при запыленности более 450 мг/м3 Данный факт вероятно объясняется тем, что большие значения ДАЦП неизбежно приводят к увеличению продолжительности измерения, и, как следствие, к росту суммарного расхода воздуха и предельному запылению фильтровальной бумаги, при котором обнаруживается неоднозначность изменения Значения ДАЦП<35 также приводят к увеличению погрешности измерения, особенно явно при запыленности менее 150 мг/м3, что объясняется малыми навесками пыли на фильтрах Минимизация погрешности измерения во всем диапазоне запыленности воздуха достигается в диапазоне 35<ДАЦП<50 Так как прибор ПКА-01 должен обеспечивать оперативность получения результатов, а значение

ААЦП напрямую обусловливает время измерений, в расчетный алгоритм было включено фиксированное значение ДАЦП=35 Это позволило с одной стороны, уменьшить погрешность измерения до необходимой величины 20 %, с другой -сократить максимальную продолжительность измерения, необходимую для проведения измерения, до 180 с

Таким образом, в момент включения прибора в режим измерения автоматически определяется начальная скорость фильтрации, и после достижения величины изменения аэродинамического сопротивления ААЦП= 35 процессор прибора автоматически рассчитывает значение запыленности по одной из трех кривых по формуле (12) и выводит его на информационное табло

Следовательно, с помощью математического алгоритма расчета концентрации пыли, основанного на определении начальной скорости фильтрации, регистрации фиксированной величины изменения аэродинамического сопротивления, была достигнута минимизация погрешности измерения до необходимого уровня в 20 % При этом установлено, что соотношение объема прокачанного через фильтр запыленного воздуха и величины изменения аэродинамического сопротивления фильтра определяет массовую концентрацию пыли в воздухе с погрешностью в пределах 20 %.

В третьей главе приведены результаты исследований по разработке прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01 и программного комплекса, предназначенного для поверки и калибровки прибора

Компоновка прибора контроля запыленности воздуха приведена на рисунке 2 Прибор состоит из центробежного вентилятора 6, с помощью которого проба запыленного воздуха прокачивается через фильтр 2, плотно зафиксированный с помощью крышки 9 в фильтродержателе 1 Далее очищенный через фильтр воздух проходит через датчик расхода газа 3, связанный с вычислительным устройством (процессор) 7 и выходит из корпуса прибора 4 через выходное сопло 5 Процессор автоматически считывает показания датчика и рассчитывает объем проходящего через датчик за время измерения воздуха и концентрацию пыли Результаты расчета выводятся на блок отображения информации (цифровое табло) 8 Питание прибора осуществляется с помощью аккумуляторного блока 10 Общий вид прибора приведен на рисунке 3

Исследования по определению возможных диапазонов измерений и показаний прибора проводились на стенде для поверки измерителей массовой концентрации пыли и скорости воздушного потока УПП-1. Для контроля погрешности измерений одновременно отбирались пробы воздуха на запыленность с помощью аспиратора ПА-40М-1, в аллонж которого устанавливался взвешенный фильтр mi, В камере с помощью дозатора создавался пылевой аэрозоль определенного типа (уголь марки Д фракцией менее 100 мкм) Одновременно включались экспериментальный прибор и прибор для отбора проб воздуха ПА-40М-1 По окончании измерений регистрировались показания прибора и определялась масса фильтра с уловленной пылью m2i (мг) Массовая концентрация пыли (мг/м3), измеренная с помощью весового метода, вычислялась по формуле

(9)

Рис. 2. Компоновка прибора ПКА-01

Рис. 3. Общий вид прибора ПКА-01

Погрешность измерения вычислялась по формулам (10) и (11) Выборочные результаты испытаний приведены в таблице 4

Таблица 4 - Результаты измерений массовой концентрации пыли

Масса фильтра, мг Привес фильтра, мг Объем пробы воздуха, Дм3 Концентрация пыли (весовой метод), мг/м3 Концентрация пыли по показаниям прибора, Спкл, мг/м3 Погрешность

чистого после измерения

109,0 109,2 0,2 37,6 5,3 2,1 -3,2

109,5 110,1 0,6 22,2 27 33,3 6,3

109,1 110,5 1,4 42,3 113,8 121,4 6,7

2 J 3,3 И5 1,7 6,7 253,7 294,3 16

106,4 108,7 2,3 5,2 442,3 411,3 -7,0

110,2 112,2 2,0 2,6 769,2 812,6 5,6

105,3 106,9 1,6 1,7 941,2 905,3 -3,8

110,7 112,8 2,1 2,2 954,5 1076,3 12,8

107,0 109,7 2,7 2,0 1350,0 1566,7 16,0

112,4 116,0 3,6 1,8 2000,0 2009,8 0,5

111,7 114,4 2,7 1,2 2250,0 2751,3 22,3

110,6 113,4 2,8 0,8 3500,0 4375,4 25,0

111,6 116,5 4,9 0,99 4949,5 4653,6 -6,0

105,6 111,9 6,3 1,0 6300 5056,7 -19,7

Установлено, что погрешность измерений лежит в пределах допустимой нормы Приведенная погрешность не превышает значения ±20 % в диапазоне запыленности воздуха 2-100 мг/м3. Относительная погрешность измерений в диапазоне запыленности воздуха в стенде 100-1000 мг/м3 находится в тех же пределах При значениях запыленности 0-2 мг/м3 оценить погрешность измерения не представлялось возможным, так как здесь наиболее чувствительны проявления собственно погрешности весового метода При запыленности более 1000 мг/м3 погрешность измерения несколько выше и достигает ±25 % Следовательно, диапазон измерений (те диапазон, в котором достигается нормируемая погрешность измерений) разработанного прибора может находиться в пределах 2-1000 мг/м3, а диапазон показаний массовой концентрации пыли 05000 мг/м3

Исследования по влиянию вещественного и дисперсного составов проводились по методике, приведенной выше, на угольной пыли марок Д, Ж, Г, К, породной пыли алевролита, смеси песчаника и алевролита, а также смеси угольной и породной пыли При этом для исследований готовилась пыль разных фракций 0-45,0-100 и 0-200 мкм

Для того, чтобы оценить влияние вещественного и дисперсного состава на изменение аэродинамических характеристик, необходимо контролировать один из двух параметров- либо время измерения, либо величину ДАЦП при запыле-нии фильтра пылью разных марок углей или пород и различного дисперсного состава Основным контролируемым показателем на данном этапе исследований было выбрано время измерения Усредненные и выборочные результаты исследований приведены в таблице 5

Таблица 5 - Влияние вещественного и дисперсного составов пыли на время измерения __

Тип пыли Концентрация пыли, мг/м3 Время измерения, & погрешность измерения, %, для пыли фракции

< 45 мкм < 100 мкм < 200 мкм

1 Угольная марки Ж 2-100 112/6,7 110/5,2 111/6,4

300-500 21/7,1 20/5,1 21/7,8

700-1000 14/4,5 14/4,2 14/5,1

1 Угольная марки Г 2-100 113/3,8 113/ 5,7 112/6,2

300-500 23/4,1 24/ 5,6 25/3,8

700-1000 11/7,8 11/7,1 12/5,6

2 Алевролита 2-100 112/5,6 116/5,8 111/4,2

300-500 23/ 7,8 25/ 5,6 23/ 7,1

700-1000 12/4,2 13/5,6 13/4,5

3 Песчаника 2-100 110/4,8 114/3,7 112/5,1

300-500 22/3,9 23/4,1 24/3,8

700-1000 13/5,2 11/4,6 12/5,0

4 Угольная марки Д + пыль аргиллита 2-100 113/ 7,8 114/6,2 113/6,4

300-500 21/3,2 21/3,9 25/3,5

700-1000 12/4,1 13/5,8 12/5,6

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что вариации времени измерения в зависимости от вещественного и дисперсного составов витающей пыли незначительны, т е величина привеса пыли на фильтре связана функционально только со временем измерения Следовательно, скорость падения аэродинамического сопротивления не связана с вещественным и дисперсным составами пыли (таблица 5) в границах установленных параметров разработанного способа Иначе говоря, изменение аэродинамического сопротивления при запылении фильтра, характеризуемое падением величины сигнала аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) в пределах 35<4АЦП<£0, минимизирует влияние вещественного и дисперсного составов осадочных горных пород в пределах допустимой погрешности.

Для установления влияния температуры и влажности на сопротивление фильтра были проведены испытания в специальной герметичной камере. Создавалась определенная влажность Н при заданной температуре воздуха Т, регистрировали количество воздуха которое прокачивалось через фильтр за время измерений 1, начальная масса чистого фильтра /иу и периодически с интервалом 300 с контролировалась масса фильтра после очередного измерения скорости фильтрации т2 Результаты исследований приведены в таблице 6

Таблица 6 - Влияние температуры и влажности на аэродинамическое сопротивление фильтра_

Ш], мг т2, мг 1, мин Н,% О, дм/мин Т,иС

81,2 83,5 4 0,3 13,8 21,6

81,3 83,5 10 87 13,8 5

81,3 83,2 15 73 13,8 21,9

81,3 83,4 20 79 13,8 35

81,3 83,7 30 90 13,8 22,0

Установлено, что скорость фильтрации с увеличением температуры и влажности воздуха практически не изменяется. При данном алгоритме расчета концентрации пыли в разработанном приборе, это однозначно свидетельствует о том, что точность измерений в граничных условиях разработанного способа не зависит от температуры и влажности запыленного воздуха.

При разработке программного комплекса для регистрации параметров работы прибора учитывались и решались следующие задачи: осуществление сервисного обслуживания прибора, возможность калибровки прибора, при необходимости - организация контроля за количеством измерений и концентрации пыли в процессе эксплуатации прибора на угольном предприятии Работа программного комплекса состоит в следующем

Прибор с помощью специального интерфейса через разъем, размещенный в корпусе, подсоединяется к компьютеру через ШВ-порт Нажатием клавиши «ПИТ» прибор включается, и далее в окне программного комплекса с помощью клавиши «Подключиться (отключиться)» осуществляется подключение прибора В окне «Параметры» появляются программные установки прибора номер прибора, номер версии программного обеспечения прибора, текущее время, параметры измерения максимальное время измерения, ДАЦП, время усреднения параметров, параметры двигателя прибора скорость вращения вентилятора, время выхода двигателя в стационарный режим и начала измерения, коэффициенты математического алгоритма расчета концентрации пыли диапазоны скорости фильтрации (объема), значения коэффициентов (степень и произведение в формуле (8), параметры отображения информации на информационном табло прибора (здесь отображение измеренного значения концентрации пыли является стационарным условием и не подлежит редактированию) Редактироваться может только выведение (либо нет) итогового значения прокачанного через фильтр объема воздуха В данном окне могут редактироваться все параметры, кроме текущих установок самого прибора номера, версии и текущего времени

Далее, после входа в окно «Измерение», прибор готов к проведению исследований Прибор помещается в запыленную атмосферу и нажатием клавиши «Измерение» на экране компьютера включается в режим измерения На экране появляются текущие показания аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с ежесекундной индикацией, среднее значение АЦП, текущая скорость фильтрации воздуха через фильтр, суммарный объем воздуха, проходящего через фильтр, текущее значение сопротивления (ДАЦП) Кроме того, на экране представлено графическое отображение информации об изменении аэродинамических характеристик прибора во время измерения

По окончании измерения прибор автоматически останавливается, и в текущем окне экрана компьютера появится дополнительное окно, на котором отображается измеренное значение концентрации пыли с, суммарный объем прокачанного через фильтр воздуха V, начальная скорость фильтрации воздуха через фильтр и коэффициенты, по которым осуществлялся расчет текущего значения запыленности. Одновременно на табло прибора высветятся значения измеренной концентрации пыли (мг/м3)

Помимо графического отображения информации о текущих изменениях параметров в измерительном цикле можно отслеживать эти изменения в табличном варианте, который размещен в окне «Таблица»

Реализация программного комплекса позволила повысить уровень оперативности калибровки и испытаний приборов ПКА-01

В четвертой главе приведены результаты стендовых и шахтных испытаний опытной партии прибора контроля запыленности ПКА-01

Для изготовления опытной партии приборов контроля запыленности воздуха ПКА-01 был разработан пакет документации, включающий технические условия, руководство по эксплуатации, конструкторскую документацию, программу и методику эксплуатационных испытаний Данные работы проведены в рамках постановки прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01 на серийное производство

Прибор контроля запыленности воздуха ПКА-01 выполнен в соответствии с требованиями ПБ 05-618-03, СанПиН 2 2 3 570-96, ОСТ 153-12 0-004-01 Прибор ПКА-01 может применяться в соответствии с ПБ 05-618-03 в подземных выработках угольных шахт, опасных по газу (метан) и угольной пыли Основные параметры и характеристики прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01 приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Основные характеристики прибора ПКА-01

Параметры и характеристики Значения

1 Диапазон показаний массовой концентрации пыли, мг/м3 0-5000

2 Диапазон измерений массовой концентрации пыли, мг/м3 2-1000

3 Предел допускаемой приведенной погрешности измерения в диапазоне 2-100 мг/м3, % ±20

4 Предел допустимой относительной погрешности измерения в диапазоне 100-1000 мг/м3, % ±20

5 Время отбора пробы, с, не более 180

6 Габаритные размеры прибора, ДхШхВ, мм 50x100x250

7 Масса прибора, кг 0,95

8 Условия эксплуатации. Температура окружающей среды, °С Атмосферное давление, кПа Относительная влажность, % -15 +25 84 .106,7 20 98

9 Время непрерывной работы, ч 5

10 Средняя наработка на отказ, ч 2000

11 Средний срок службы, лет 5

Разработанные технические условия зарегистрированы ФГУ «Кемеровский ЦСМ» за номером ТУ 4215-001-16713073-2005 «Приборы контроля запыленности воздуха ПКА-01»

Стендовые испытания прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01 проводились с целью определения соответствия опытного образца прибора требованиям технической документации, работоспособности прибора, погрешности измерения, санитарно-гигиенических показателей при эксплуатации при-

бора, возможности использования опытного образца на угольных предприятиях России Выборочные результаты испытаний приведены в таблице 8

Таблица 8 - Результаты стендовых испытаний прибора ПКА-01

№ п/п Масса фильтра, мг Привес фильтра, мг Объем прокачанного воздуха, л Концентрация пыли по фильтрам, мг/м3 Концентрация пыли по показанию прибора ПКА-01, мг/м3 Погрешность, о/ /о

до измерения после измерения

угольная пыль (марка Д) крупностью менее 100 мкм

1 170 175 5 2,4 2083 1770,6 -15

2 177,6 180,3 2,7 5 540 509,0 -5,7

3 170,5 172,3 1,7 11,7 153,8 140,4 -8,7

4 170,8 172,2 1,4 16,8 83 81 -2,0

5 180,6 180,7 1 0,1 233,4 0,81 1,0 +0,19

Угольная пыль (марка Д) к рупностью менее 45 мкм

1 173,4 174,5 1.1 43,2 25,5 20,0 -5,5

2 180,1 180,6 0,5 102,4 4,9 5,0 +0,1

3 174,2 175,6 1,4 14,9 94 99,3 +5,3

4 179,0 182,2 3,2 5,5 401 362,1 -9,7

5 169,9 172,5 2,6 3,8 684 780,4 +14,1

Угольная пыль (марка Д) крупностью менее 500 мкм

1 174,1 176,1 2 11,3 177 149,4 -15,6

2 173,7 175,5 1,8 9,4 189,5 190,8 +0,7

3 174,5 178,1 3,6 3,3 1090,1 998,4 -8,4

Угольная (марка Д) + породная пыль (а| )гиллит) крупностью менее 100 мкм

1 178 180,3 2,3 6,4 359, 316,0 -12,0

2 173,4 175,6 2,2 5,1 431,4 502,6 +16,5

3 175,7 178,7 3,0 2,8 1071,4 1209,3 +12,9

Породная пыль (алевролит) крупностью менее 100 мкм

1 171,7 174,2 2,5 5,2 459 480,3 +4,4

2 172,1 175,2 3,1 2,7 1316 1148,7 -12,7

Погрешность измерений находится в диапазоне приведенная погрешность для диапазона значений концентрации пыли 2-100 мг/м3 установлена в пределах ±0,1—15,6 %, а относительная погрешность для значений запыленности воздуха более 100 мг/м3 - ±0,7-19,4%

По результатам стендовых испытаний установлено, что прибор контроля запыленности воздуха ПКА-01 соответствует требованиям технической документации. Установлена возможность измерения прибором ПКА-01 массовой концентрации угольной пыли Случаев отказов в процессе испытаний не выявлено

Для проведения промышленных испытаний в соответствии с п 57 ПБ 05618-03 было получено Разрешение Ростехнадзора Порядок проведения испытаний определялся разработанной «Программой и методикой испытаний»

Испытания опытного образца прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01 проводились в ОАО «Шахта Заречная» (подготовительные выработки) и ОАО «Шахта им С М Кирова» (очистной забой) Для контроля погрешности измерений использовался немецкий пробоотборник Яезрюоп Минимальное время измерения данным пробоотборником составляет 10 мин В течение этого временного интервала также проводилось измерение концентрации пыли с

помощью прибора ПКА-01 Число измерений составляло не менее пяти в каждой точке Результаты испытаний прибора ПКА-01 на ОАО «Шахта Заречная» приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Шахтные испытания прибора ПКА-01 в проходческих забоях пласта Надбайкаимский ОАО «Шахта Заречная»__

Место отбора проб Запыленность воздуха, мг/м3, по показаниям Погрешность, %

Ке$р|-соп ПКА-01

1 2 3 4 5 Среднее значение

Конвейерный штрек 11-09

Машинист комбайна 117,8 102,4 110,5 110,7 112,8 104,4 108,6 7,8

30 м от комбайна за ОКВ-7 121,6 120,1 116,5 105,9 114,2 109,3 113,2 6,9

Конвейерный штрек 11-05

Машинист комбайна 120,5 125,4 129,8 135 0 118,4 128,8 127,5 -5,8

30 м от комбайна за ОКВ-7 135,9 140,2 133,2 150,7 155,1 131,8 142,2 -4,6

Таким образом, погрешность измерений запыленности воздуха с помощью прибора ПКА-01 изменялась в пределах от -5,8 до 7,8 % По результатам проведенных испытаний подтверждена работоспособность и эксплуатационные качества прибора ПКА-01 Погрешность измерения не превышала нормативного значения для любых типов пыли

Проведенный комплекс работ позволил организовать серийное производство прибора ПКА-01 По результатам проведенных испытаний получено разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору № РРС 00-19712 на применение прибора ПКА-01 в рудниках и угольных шахтах, в том числе опасных по газу и пыли Прибор ПКА-01 внесен в Госреестр средств измерений (сертификат об утверждении типа средств измерений Яи С 31 001 А № 23040) Получен сертификат соответствия Органа по сертификации взрывозащищенного электрооборудования (ОС ВРЭ ВостНИИ) № РОСС 1Ш МГ02 В00768 маркировки взрывозащиты РО Ех1а1 В настоящее время на угольных предприятиях Кузбасса эксплуатируется более 300 приборов

Заключение

Диссертационная работа является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи по разработке способа и средства оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт, имеющей существенное значение в области охраны труда

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем'

1 Установлено, что мировой опыт разработки приборов пылевого контроля основывается на трех основных принципах оптическом, радиоизотопном и

гравиметрическом Существующие приборы контроля пылевой обстановки не нашли широкого применения в угольных шахтах России В связи с этим потребовались поиски иных технических решений, которые позволили бы определять запыленность воздуха прямым методом непосредственно в месте измерения

2 Разработан способ измерения запыленности воздуха, основанный на регистрации аэродинамического сопротивления фильтра Установлено, что его реализация возможна при оптимальной начальной скорости фильтрации 13,5 л/мин и минимальной - 6 л/мин

3 Алгоритм определения концентрации пыли в воздухе основан на последовательном автоматическом определении начальной скорости фильтрации, регистрации фиксированной величины изменения аэродинамического сопротивления (ААЦП=35) и расчете с помощью встроенного процессора значения запыленности по одной из трех функций в зависимости от величины начальной скорости фильтрации

4 Установлено, что соотношение объема прокачанного через фильтр запыленного воздуха и величины изменения аэродинамического сопротивления фильтра определяет массовую концентрацию пыли в воздухе с погрешностью в пределах 20 % Деление диапазона алгоритмического расчета измеряемой концентрации пыли на три уровня в зависимости от начальной скорости фильтрации 6-12 л/мин, 12-13,5 л/мин и более 13,5 л/мин позволило минимизировать погрешность измерения

5 Разработанный алгоритм расчета концентрации пыли в воздухе позволил сформулировать основные требования к конструкции прибора контроля запыленности воздуха для предприятий угольной промышленности Диапазон измерений (те диапазон, в котором достигается нормируемая погрешность измерений для приборов данного класса) разработанного прибора может находиться в пределах 2-1000 мг/м3, а диапазон показаний массовой концентрации 0-5000 мг/м3

6 Установлено, что изменение аэродинамического сопротивления при за-пылении фильтра, характеризуемое падением величины сигнала аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) в пределах 35<Л/Щ/7<50,мииимизирует влияние вещественного и дисперсного составов осадочных горных пород в пределах допустимой погрешности Приведенная погрешность для диапазона значений концентрации пыли 2-100 мг/м3 установлена в пределах ±0,1-15,6 %; а относительная погрешность для значений запыленности воздуха более 100 мг/м3-±0,7-19,4%

7 Установлено, что точность измерений в граничных условиях разработанного способа не зависит от температуры и влажности запыленного воздуха

8 Разработан программный комплекс для регистрации всех стационарных и переменных параметров работы прибора, который позволил повысить уровень оперативности калибровки и испытаний приборов ПКА-01

9 По результатам проведенных стендовых и шахтных испытаний подтверждена работоспособность и эксплуатационные качества прибора ПКА-01 Погрешность измерения не превышает нормативного значения для любых ти-

пов пыли, т е вещественный и дисперсный составы пылевого аэрозоля не являются значимым фактором для измерения запыленности воздуха с помощью прибора ПКА-01 Организовано серийное производство прибора ПКА-01 Получено разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на применение Прибор ПКА-01 внесен в Госреестр средств измерений Получен сертификат соответствия Органа по сертификации взрывозащищенного электрооборудования В настоящее время на угольных предприятиях России эксплуатируется более 300 приборов

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах*

1 Ярош, А С Разработка прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01 для предприятий угольной промышленности / А А Трубицын, Д Н Козлов, АЮ Ермаков, А С Ярош//Взрывное дело -М.,2005 -№95/92 -С 121-129

2 Ярош, А С Результаты стендовых испытаний прибора контроля запыленности воздуха на угольных предприятиях / А А Трубицын, Д Н Козлов, А Ю Ермаков, А С Ярош, Д А Трубицына // Вестник НЦ ВостНИИ - Кемерово, 2006 - №1 - С 19-23

3 Ярош, А С Шахтные испытания прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01 / А А Трубицын, А С Ярош, Д А Трубицына // Вестник НЦ ВостНИИ - Кемерово, 2007 -№1 -С. 15-18

4 Ярош, А С Шахтные испытания прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01/А А Трубицын, АС Ярош, ДА Трубицына//Неделя горняка-2007, ГИАБ - М, 2007 -Вып 12 - С 286-290

5 Пат 53368 Российская Федерация, МКИ7 Е 21 F 5/00 Устройство для измерения концентрации пыли в воздушном потоке / Трубицын А А, Трубицына Н.В , Трубицына Д А , Ярош А С, заявитель и патентообладатель ООО «ВостЭКО», - 2005137339, заявл 30 11 05, опубл 10 05 06, Бюл №13 - 1 с ил

6 Ярош, А С Разработка математического алгоритма расчета концентрации пыли для прибора ПКА-01 //Вестник НЦ ВостНИИ - Кемерово, 2007 - №2 -С 62-65

7 Ярош, А С Разработка программного комплекса для регистрации прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01/ Я С Ворошилов, В Е Седельников, А С Ярош // Неделя горняка - 2008, ГИАБ -М,2008

8. Ярош, А С Теоретические подходы к изучению процесса фрикционного воспламенения метановоздушной смеси при разрушении горных пород / А А Трубицын, Н В Трубицына, П В Макаров, Д В Ботвенко, А С Ярош // Научные сообщения ННЦ-ГП ИГД им А А Скочинского -М, 2005 - Вып № 330 - С 191-199

9 Ярош, А С. Исследование свойств вмещающих пород и угольного пласта в проходческих забоях шахты ОАО «Разрез Ольжерасский» по факторам безопасности/ А Ю Ермаков, А С Ярош / Научные сообщения ННЦ-ГП ИГД им А А Скочинского. - М, 2005.-Вып №331 - С 187-190

10 Ярош, А С Оценка фракционного состава пыли по картине моделирования разрушения оптического изображения угольных образцов/ П В Макаров, И Ю. Смолин, А А Трубицын, А С Ярош // Вестник НЦ ВостНИИ - Кемерово, 2006 -№1 -С 12-18

Лицензия серия ПД № 12-0098, выдана Сибирским окружным межрегиональным территориальным управлением Министерства РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовой коммуникаций 14 мая 2001 г. Подписано в печать с оригинал-макета 15 08 2008 г Формат 60x84 1/16 Объем 1 п л Тираж

100 экз Заказ №78_

Издание НП «Кузбасс ЦОТ» 650002, г. Кемерово, ул Институтская, 3

Введение.

1. Аналитический обзор.

1.1. Состояние запыленности рудничной атмосферы на угольных шахтах Кузбасса.

1.2. Организация работ по борьбе с пылью и контроль применяемых мероприятий на шахтах.

1.3. Методы измерения концентрации пыли в воздухе.

1.4. Приборы контроля запыленности воздуха.

1.5. Выводы, цель и задачи исследований.

2. Обоснование способа измерения запыленности воздуха.

2.1 Результаты патентно-информационных исследований.

2.2 Разработка способа измерения запыленности воздуха.

2.3. Разработка математического алгоритма расчета концентрации пыли.

2.4. Выводы.

3. Разработка прибора контроля запыленности воздуха.

3.1 Определение возможного диапазона измерений прибора.

3.2. Исследование влияние влажности, вещественного и дисперсного. составов пылевого аэрозоля на показания прибора.

3.3 Разработка программного комплекса для регистрации параметров работы прибора.

3.4. Выводы.

4. Шахтные испытания прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01.

4.1. Разработка технических условий на прибор контроля запыленности воздуха ПКА-01.

4.2. Разработка руководства по эксплуатации прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01.

4.3. Стендовые испытания прибора ПКА-01.

4.4. Шахтные испытания прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01.

4.5. Выводы.

В настоящее время в мировой практике для измерения концентрации пыли в воздухе подземных выработок угольных шахт используются средства измерения, основанные на различных физических методах. Однако специфика контроля запыленности воздуха в угольных шахтах России обусловила ситуацию, когда существующие приборы контроля пылевой обстановки не нашли широкого применения в силу ряда причин. К основным недостаткам серийно выпускаемых приборов пылевого контроля относятся: необходимость калибровки для каждого источника пылевыделения (оптические приборы), сложность утилизации отработанных элементов (радиоизотопные), необходимость взвешивания фильтров, предполагающая наличие дополнительного аналитического оборудования (прямой весовой метод измерения).

По результатам расследований последних крупных аварий на угольных шахтах ОАО ОУК «Южкузбассуголь» установлено, что причиной катастрофических последствий и гибели большого количества людей стало участие угольной пыли во взрыве метановоздушной смеси. В связи с этим в мероприятиях по недопущению подобных аварий центральное место занимают вопросы борьбы с пылью. Все это делает особенно актуальным решение задачи по созданию прибора оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт.

Целью работы является разработка прибора оперативного контроля запыленности воздуха для измерения массовой концентрации пыли в горных выработках угольных шахт.

Идея работы заключается в определении изменения аэродинамического сопротивления фильтра в процессе его запыления для создания переносного экспресс прибора оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт.

Задачи исследований:

1. Провести анализ состояния пылевой обстановки в забоях угольных шахт, нормативной базы и методов контроля запыленности воздуха в горных выработках.

2. Разработать способ оперативного контроля запыленности воздуха в угольных шахтах. Определить граничные условия применения разработанного способа измерения запыленности воздуха, минимизирующие в пределах погрешности измерений влияние вещественного и дисперсного состава пыли.

3. Разработать прибор контроля запыленности воздуха рабочей зоны в горных выработках угольных шахт.

4. Разработать пакет технической документации для постановки на серийное производство прибора контроля запыленности воздуха, провести стендовые и шахтные испытания.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий обработку и системный анализ информации, моделирование и теоретический анализ физических процессов, экспериментальные стендовые и шахтные исследования.

Научные положения, выносимые на защиту: реализация способа измерения запыленности воздуха, основанного на регистрации изменения аэродинамического сопротивления фильтра, возможна при оптимальной начальной скорости фильтрации 13,5 л/мин и минимальной -6 л/мин; соотношение объема прокачанного через фильтр запыленного воздуха и величины изменения аэродинамического сопротивления фильтра определяет массовую концентрацию пыли в воздухе с погрешностью в пределах 20 %; изменение аэродинамического сопротивления при запылении фильтра, характеризуемое падением величины сигнала аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) в пределах Ъ5<ААЦП<50, минимизирует влияние вещественного и дисперсного составов осадочных горных пород в пределах допустимой погрешности; точность измерений в граничных условиях разработанного способа не зависит от температуры и влажности запыленного воздуха.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- необходимым и достаточным для статистической обработки массивом информации, полученной в процессе экспериментальных и шахтных исследований; удовлетворительной сходимостью результатов стендовых, промышленных испытаний и лабораторных исследований разработанного прибора контроля запыленности воздуха (погрешность не более 20 %);

- результатами практического применения разработанного способа и средства контроля запыленности воздуха на угольных шахтах России.

Научная новизна работы заключается в следующем: разработан способ оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках, заключающийся в определении соотношения объема прокачанного через фильтр запыленного воздуха и изменения аэродинамического сопротивления фильтра, которые характеризуют массовое содержание пыли в воздухе. Определены граничные условия для реализации данного способа;

- установлено, что вещественный и дисперсный составы витающей пыли осадочных горных пород, а также температура и влажность воздуха при установленных граничных условиях оказывают влияние на погрешность измерения в допустимых пределах;

- разработано принципиально новое техническое средство для реализации оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт (патент РФ № 53368 кл. 7 Е 21 F 5/00).

Личный вклад автора состоит: в проведении анализа состояния пылевой обстановки на угольных шахтах, нормативной базы контроля пылевого фактора и методов контроля запыленности рудничной атмосферы;

- в разработке способа оперативного контроля запыленности рудничной атмосферы;

- в разработке прибора оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт;

- во внедрении прибора на угольных шахтах России.

Практическая ценность работы состоит в разработке принципиально новых способа и технического средства для ведения оперативного контроля запыленности рудничной атмосферы для повышения безопасности ведения горных работ и охраны труда.

Реализация работы. В 2006 г. освоено серийное производство прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01. Получено разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на применение прибора. Прибор ПКА-01 внесен в Госреестр средств измерений. Приборы ПКА-01 в настоящее время эксплуатируются более чем на 70 угольных шахтах России.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-технических семинарах НЦ ВостНИИ (г. Кемерово); научных симпозиумах «Неделя горняка-2007» и «Неделя горняка-2008» (г. Москва).

Публикации. По теме диссертации опубликовано десять печатных работ, в том числе один патент на изобретение.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 157 страницах машинописного текста, включая 21 рисунок, 22 таблицы, список использованных источников из 97 наименований и 8 приложений.

4.5. Выводы

Проведенные стендовые и шахтные испытания подтвердили работоспособность разработанного прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01. Кроме того, установлено следующее:

1. По результатам проведенных испытаний подтверждена работоспособность и эксплуатационные качества прибора ПКА-01.

2. Погрешность измерения не превышает нормативного значения для любых типов пыли, т.е. вещественный и дисперсный состав пылевого аэрозоля не является значимым факторов для измерения запыленности воздуха с помощью прибора ПКА-01.

3. Проведенный комплекс работ позволил организовать серийное производство прибора ПКА-01. По результатам проведенных испытаний получено разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору №РРС 00-19712 (приложение 4) на применение в рудниках и угольных шахтах, в том числе опасных по газу и пыли. Прибор ПКА-01 внесен в Госреестр средств измерений (сертификат об утверждении типа средств измерений RU.C.31.001.A № 23040 приведен в приложении 5). Получен сертификат соответствия Органа по сертификации взрывозащищенного электрооборудования (ОС ВРЭ ВостНИИ) № РОСС RU.MT02.B00768 маркировки взрывозащиты РО Exial. В настоящее время на угольных предприятиях Кузбасса эксплуатируется более 300 приборов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи по разработке способа и средства оперативного контроля запыленности воздуха в горных выработках угольных шахт, имеющей существенное значение в области охраны труда.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что мировой опыт разработки приборов пылевого контроля основывается на трех основных принципах: оптическом, радиоизотопном и гравиметрическом. Существующие приборы контроля пылевой обстановки не нашли широкого применения в угольных шахтах России. В связи с этим потребовались поиски иных технических решений, которые позволили бы определять запыленность воздуха прямым методом непосредственно в месте измерения.

2. Разработан способ измерения запыленности воздуха, основанный на регистрации аэродинамического сопротивления фильтра. Установлено, что его реализация возможна при оптимальной начальной скорости фильтрации 13,5 л/мин и минимальной - 6 л/мин.

3. Алгоритм определения концентрации пыли в воздухе основан на последовательном автоматическом определении начальной скорости фильтрации, регистрации фиксированной величины изменения аэродинамического сопротивления (ААЦП=35) и расчете с помощью встроенного процессора значения запыленности по одной из трех функций в зависимости от величины начальной скорости фильтрации.

4. Установлено, что соотношение объема прокачанного через фильтр запыленного воздуха и величины изменения аэродинамического сопротивления фильтра определяет массовую концентрацию пыли в воздухе с погрешностью в пределах 20 %. Деление диапазона алгоритмического расчета измеряемой концентрации пыли на три уровня в зависимости от начальной скорости фильтрации 6-12 л/мин, 12-13,5 л/мин и более 13,5 л/мин позволило минимизировать погрешность измерения.

5. Разработанный алгоритм расчета концентрации пыли в воздухе позволил сформулировать основные требования к конструкции прибора контроля запыленности воздуха для предприятий угольной промышленности. Диапазон измерений (т.е. диапазон, в котором достигается нормируемая погрешность измерений для приборов данного класса) разработанного прибора может находиться в пределах 2-1000 мг/м , а диапазон показаний массовой концентрации 0-5000 мг/м3.

6. Установлено, что изменение аэродинамического сопротивления при за-пылении фильтра, характеризуемое падением величины сигнала аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) в пределах Ъ5<ААЦП<50,минимизирует влияние вещественного и дисперсного составов осадочных горных пород в пределах допустимой погрешности. Приведенная погрешность для диапазона значений концентрации пыли 2-100 мг/м3 установлена в пределах ±0,1-И 5,6 %; а относительная погрешность для значений запыленности воздуха более 100 мг/м3 -±0,7-49,4%.

7. Установлено, что точность измерений в граничных условиях разработанного способа не зависит от температуры и влажности запыленного воздуха.

8. Разработан программный комплекс для регистрации всех стационарных и переменных параметров работы прибора, который позволил повысить уровень оперативности калибровки и испытаний приборов ПКА-01.

9. По результатам проведенных стендовых и шахтных испытаний подтверждена работоспособность и эксплуатационные качества прибора ПКА-01. Погрешность измерения не превышает нормативного значения для любых типов пыли, т.е. вещественный и дисперсный составы пылевого аэрозоля не являются значимым фактором для измерения запыленности воздуха с помощью прибора ПКА-01. Организовано серийное производство прибора ПКА-01. Получено разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на применение. Прибор ПКА-01 внесен в Госреестр средств измерений. Получен сертификат соответствия Органа по сертификации взрывозащищенного электрооборудования. В настоящее время на угольных предприятиях России эксплуатируется более 300 приборов.

1. Ихштели О.Г., Саватеев А.П., Бураков В.А. Состояние и перспективы использования новой техники на угольных предприятиях России./ТРоссийский уголь. 2000. - № 1.- С. 27-31.

2. Саламатин А.Г. Угольная промышленность России: проблемы и возможности устойчивого развития // Энергетическая политика 1999.- № 3.- С. 1620.

3. Ищук И.Г., Поздняков Г.А. Социально-гигиенические проблемы и пы-левзрывозащита угольных шахт//Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. Проблемы разработки угольных месторождений. М., 1997. - С. 189-203.

4. Измеров Н.Ф., Ткачев В.В., Соболев В.В. Расчет и регулирование пылевых экспозиционных доз с целью снижения уровня профессиональных заболеваний пылевой этиологии/ Медицина труда и промышленная экология. — М. — 1995, № 5.-С. 1-7.

5. Статистика свидетельствует/Юхрана труда и социальное страхование. 2003.- №4.-С 7-13.

6. Трубицына Н.В., Ищук И.Г. Структура и анализ профессиональной заболеваемости в угольной отрасли России// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. М.: 2001. - Вып. 320. - С.233-245.

7. Трубицына Н.В., Баранов С.М., Соболев В.В. Разработка системы управления пылевой безопасностью на предприятиях угольной промышленности// Безопасность угольных предприятий. Сб. науч.тр. НЦ ВостНИИ. — Кемерово, 2001.- С. 42-50.

8. Edward L.Petsonk, Gregori R. Wagner, Michael D. Attfield. Легочные заболевания шахтеров // Энциклопедия по безопасности и гигиене труда. М., 2001. - Т. 3.-С. 184.

9. O.Patrick Sebastien, Reymond Begin. Этиопатогенез пневмокониозов // Энциклопедия по безопасности и гигиене труда. М., 2001. — Т. 3. - С. 190.

10. I.Edward L. Petsonk, Steven R. Short. Система органов дыхания: разнообразие пневмокониозов // Энциклопедия по безопасности и гигиене труда. М., 2001.-Т. 1.-С. 76.

11. Измеров Н.Ф., Денисов Э.И., Молодкина Н.Н. Основы управления риском ущерба здоровью в медицине труда // Медицина труда и промышленная экология.-1998.- № 3.- С.1-9.

12. Журавлев В.П., Цыцура А.А., Буянов А.Д. Комплексное обеспыливание промышленных предприятий. Алчевск. - 1994. - 397 с.

13. Саранчук В.И., Журавлев В.П., Рекун В.В. и др. Системы борьбы с пылью на промышленных предприятиях. Киев. Наукова думка, 1994.- 15-24 с.

14. Ищук И.Г., Забурдяев Г.С., Журавлев В.П., и др. Борьба с угольной пылью в высокопроизводительных забоях. М.: Наука, 1975. - 115 с.

15. Поелуев А.П., Ищук И.Г. Подавление пыли различного дисперсного состава в угольных шахтах. М., ЦНИЭИуголь. -1975.- 39 с.

16. Лихачев Л.Я., Трубицын А.В., Белоногов И.П. Борьба с пылью при работе горных комбайнов. Кемерово. 1974. —145 с.

17. Р 2.2.2006-05. Руководство по гигиенической оценки факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда. — Кемерово. 2005.

18. Петрухин П.М., Гродель Г.С., Жиляев Н.И., и др. Борьба с угольной и породной пылью в шахтах. М.: Недра, 1981.-271 с.

19. Кирин Б.Ф., Журавлев В.П., Рыжих Л.И. Борьба с пылевыделением в шахтах. М.: Недра, 1983.- 216 с.

20. ГОСТ Р ИСО 7708-2006. Качество воздуха. Определение гранулометрического состава частиц при санитарно-гигиеническом контроле.

21. Пережилов А.Е., Диколенко Е.Я., Харьковский B.C., Давиденко В.А. Способы заблаговременного снижения пылеобразования угольных пластов. М: Недра, 1995. 408 с.

22. Умнов А.Е., Голик А.С., Пальцев Д.Ю., Шевцов Н.Р. предупреждение и локализация взрывов в подземных условиях. — М.: Недра, 1981. — 290 с.

23. Кудряшов В.В., Викторов С.Д., Качанов А.Н. О распределении минеральных частиц по размерам при разрушении горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. №6.-2006. - С. 6872.

24. Саламатин А.Г., Забурдяев Г.С. Исследование пылеобразующей способности горных пород основных угольных бассейнов СНГ//Безопасность труда в промышленности. 1996. № 5. С. 17-20.

25. Галкин К.А., Ищук И.Г., Забурдяев Г.С. и др. Влияние геологических особенностей угольных пластов на заболеваемость рабочих пневмокониозами: Экспресс-информация. М.: ЦНИЭИуголь, 1980. 8 с.

26. Забурдяев Г.С. Снижение запыленности воздуха в процессе работы горных комбайнов// ГИАБ. Темат. Приложение «Аэрология». М.: МГГУ, 2005. С. 101-104.

27. Костин Ю.В., Кравцова Н.В. Натурные испытания системы пылевого контроля и защиты горнорабочих от пневмокониозоопасности// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 1997. Вып. 35. С.96-103.

28. EN 481:1991. Установление конвенций о величине частиц фракций для измерения взвешенных веществ на рабочем месте.

29. Поздняков Г.А., Иванов Ф.И. Методология дозной оценки и метод расчета вероятности (профессионального риска) заболевания горнорабочих от контакта с пылевым аэрозолем// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 203. Вып. 324. С.163-169.

30. Соболев В.В. Система управления пылевой обстановкой в очистных забоях угольных шахт// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 1997. Вып. 35. С.103-109.

31. Лихачев Л.Я., Трубицын А.В., Белоногов И.П., Яковлев Н.И. Способы борьбы с пылью при работе выемочных комбайнов. Кемерово. 1970. - С.14-19.

32. Поздняков Г.А., Мартынюк Г.К. Теория и практика борьбы с пылью в механизированных подготовительных забоях. М.: Наука, 1983. — 128 с.

33. Разработка теоретических основ разрушения угля и горных пород для создания новых поколений выемочных и проходческих машин// Отчет НИР ИГД им. А.А. Скочинского. Люберцы. - 1989.- 129 с.

34. Г.А. Поздняков, Б.Ф. Кирин и др. Справочник по борьбе с пылью в горнодобывающей промышленности. М.: Недра, 1982. -233 с.

35. Ищук И.Г., Кудряшов В.В. Влияние природных факторов на пылеобра-зование при разработке угольных месторождений// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 2005. Вып. 330. С.29-38.

36. Нецепляев М.И., Любимова А.И., Петрухин П.М. и др. Борьба со взрывами угольной пыли в шахтах. М.: Недра, 1992. — 298 с.

37. Ищук И.Г., Трубицына Д.А. Особенности пылевыделения при различных нагрузках на комбайновые очистные забои (на примере шахт Кузбасса)// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 2005. Вып. 330. С.47-58.

38. Подображин С.Н. Проблемы обеспечения безопасных условий труда на угольных шахтах// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 2005. Вып. 330. С.169-179.

39. Ищук И.Г., Трубицына Д.А., Ботвенко Д.В. Закономерности изменения запыленности воздуха при различных нагрузках на очистные комбайновые забои (результаты новых исследований)// ГИАБ. Темат. Приложение «Аэрология». М.: МГГУ, 2007. С. 206-211.

40. Ботвенко Д.В., Панов С.В., Хлудов Д.С., Трубицына Д.А. Исследование закономерностей пылевыделения при ведении проходческих работ//ГИАБ. Темат. Приложение «Аэрология». М.: МГГУ, 2007. С. 212-214.

41. Ищук И.Г., Трубицына Н.В. и др. Совершенствование технологии борьбы с пылью для высокопроизводительной и безопасной выемки пыльных и весьма пыльных пластов// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 2002. Вып. 321. С.168-181.

42. Корольченко А .Я. Пожаровзрывоопасность промышленной пыли. — М.: Химия, 1986.- 9-10 с.

43. Петрухин П.М., Нецепляев М.И., Качан В.Н., Сергеев B.C. Предупреждение взрывов пыли в угольных и сланцев шахтах. М.: Недра, 1965.- 8-12 с.

44. Костарев А.П. О предупреждении взрывов метана и пыли и снижении взрывоопасности шахт. Уголь, 2002, №1, с. 57-62.

45. Диколенко Е.А. Причины взрывов газо-пылевоздушных смесей в шахтах и способы их предупреждения. — Безопасность труда в промышленности, 1988, №8, с. 12-15.

46. Шоль Э.В. Возникновение взрыва метана и угольной пыли и их предотвращение. Глюкауф, 21/22, 1989. С. 9-11.

47. Рубан А.Д., Забурдяев B.C. Опасность взрывов метанопылевоздушных смесей в шахтах и пути ее снижения// Уголь. 2000. № 5. С. 61-63.

48. Кирин Б.Ф., Диколенко Е.Я., Ушаков К.З. Аэрология подземных сооружений (при строительстве). Липецк: Липецкое издательство, 2000. - 456 с.

49. Анализ причин аварий// Безопасность труда в промышленности. — М. -2007 г. № 6.- С. 26-29.

50. СанПиН 2.2.3.570-96. Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ. -М., 1998.- 84 с.

51. ОСТ 153-12.0-004-01. Рудничная атмосфера. Методы контроля запыленности.

52. Ищук И.Г., Карагодин Л.Н. Опыт организации пылевого контроля на шахтах ФРГ, Великобритании и Франции: Обзор. Серия: Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. Выпуск 10. ЦНИЭИуголь. М.: ЦНИЭИуголь, 1985. - 36 с.

53. Романченко С.Б., Ищук И.Г. Современные методы анализа формы и дисперсного состава угольной пыли// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Ско-чинского. 2007. Вып. 333. С.270-286.

54. Измеров Н.Ф., Ткачев В.В. Проблемы и перспективы международной унификации метода измерения промышленных аэрозолей // Медицина труда и промышленная экология. М. - 1994. - № 8. - С. 1-4.

55. МУ 1719-77. Методические указания по измерению концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны. М. 1981.

56. В.В. Кудряшов, Воронина Ю.В. Направление в разработке приборов пылевого контроля. В кн.: Проблемы современной рудничной аэрологии. М.: Наука, 1974. С. 208-214.

57. В.В. Кудряшов. Некоторые вопросы теории и расчет оптических пыле-измерительных приборов. В.: Борьба с силикозом. Свердловск: У ФАН СССР, 1960, т III. с. 161-162.

58. ФРГ № 3524118 класс G 01 N 21/49. МКИ 05.07.85 г. 15.01.87 г., № 7 Стационарный тиндалометр для подземных работ.

59. Tian Guozheng, Sun Jiping,. Coal society № 6, 1997 г., Китай.

60. Оборудование и приборы для комплексного обеспечения угольных шахт, разрезов и обогатительных фабрик (каталог). М.: ЦНИЭИуголь, 1979. -212 с.

61. Поздняков Г.А., Обидова Л.Г., Иванов Ф.И. состояние и перспективы пылевого контроля на угольных шахтах// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 2005. Вып. 330. С.39-46.

62. Поздняков Г.А., Романченко С.Б., Войтас П.,Либецкий К. Результаты сравнительных испытаний приборов пылевого контроля рудничной атмосферы// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 2003. Вып. 325. С. 176184.

63. По"здняков Г.А., Романченко С.Б., Иванов Ф.И. Борьба с пылью, профилактика пневмокониозов и контроль запыленности воздуха на угольных шахтах// Науч.сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 2002. Вып. 321. С. 158167.

64. М. Рейнхард, Л. Армбрестер. Тиндалометрическая установка FMA TMS1// Глюкауф 5/6. 1994.-С. 18-23.

65. Патент РФ №53368 кл. 7 Е 21 F 5/00. Устройство для измерения концентрации пыли в воздушном потоке / А.А. Трубицын, Н.В. Трубицына, Д.А. Трубицына, А.С. Ярош; Общество с ограниченной ответственностью «ВостЭ-КО»; приор. 30.11.2005; зарег. 10.05.2010.

66. ГОСТ 24104-2001. Весы лабораторные. Общие технические требования.

67. Жужиков В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий // Государственное научно-техническое издательство химической литературы. — М.- 1961.-305 с.

68. Л.Г. Лойцянский. Механика жидкости и газа. М.: Наука. 1987. — 840 с.

69. А.С. Ярош. Разработка математического алгоритма расчета концентрации пыли для прибора ПКА-01// Вестник НЦ ВостНИИ. Кемерово, 2007. -№ 2. - С. 62-65.

70. А.А. Трубицын, Д.Н. Козлов, А.Ю. Ермаков, А.С. Ярош, Д.А. Трубицына. Разработка прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01 для предприятий угольной промышленности // Взрывное дело. Выпуск № 95/92. М.- 2005.-С. 121-129.

71. Трубицын А.А., Козлов Д.Н., Ермаков А.Ю., Ярош А.С., Трубицына Д.А. Результаты стендовых испытаний прибора контроля запыленности воздуха на угольных предприятиях//Вестник НЦ ВостНИИ. Кемерово, 2006. - № 1. — С. 19-23.

72. Я.С. Ворошилов, В.Е. Седельников, А.С. Ярош. Разработка программного комплекса для регистрации прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01// Неделя горняка-2008, ГИАБ.-Москва:2008 г.

73. ГОСТ 2.114-95. ЕСКД. Технические условия.

74. ПБ-05-618-03. Правила безопасности в угольных шахтах // Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России».

75. ГОСТ Р 51330. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 11. Ис-кробезопасная электрическая цепь.

76. ГОСТ Р 50760. Анализаторы газов и аэрозолей для контроля атмосферного воздуха. Общие технические условия.

77. ГОСТ 12977-84. Изделия ГСП. Общие технические условия.

78. ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнение для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения, и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.

79. ГОСТ 27883-88. Средства измерения и управления технологическими процессами. Надежность. Общие требования и методы испытаний.

80. ГОСТ 26828-86. Изделия машиностроения и приборостроения. Маркировка.

81. ГОСТ 26.020-80. Шрифты для средств измерений и автоматизации. Начертания и основные размеры.

82. ГОСТ 2630-62. Приборы измерительные. Шрифты и знаки.

83. ГОСТ 14192-96. Межгосударственный стандарт. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации.

84. ГОСТ 14254-96. Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (IP).

85. ГОСТ Р 15.201-2000. Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство.

86. ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76). Штангенциркули. Технические условия.

87. ОСТ 25-1240-86. Приборы и средства автоматизации. Надежность. Методы контрольных испытаний.

88. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

89. Трубицын А.А., Ярош А.С., Трубицына Д.А. Шахтные испытания прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01//Неделя горняка-2007. ГИАБ.-М.: 2007.- вып. 12. - С. 286-290.

90. А.А. Трубицын, А.С. Ярош, Д.А. Трубицына. Шахтные испытания прибора контроля запыленности воздуха ПКА-01// Вестник НЦ ВостНИИ. Кемерово, 2007. - №1. - Стр. 15-18.

91. Карпов Е.Ф., Басовский Б.И. Контроль проветривания и дегазации в угольных шахтах. М.: Недра, 1994. — 336 с.