автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка способов и средств повышения эффективности орошения и пылеотсоса при выемке угля узкозахватными комбайнами на пологих пластах

ПО и <4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Комитет Украины по угольной промышленности

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАКЕЕВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

по безопасности работ в горной промышленности

МакНИИ

На правах рукописи КОРЕНЕВ Александр Петрович

УДК 622.807

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШЕНИЯ И ПЫЛЕОТСОСА ПРИ ВЫЕМКЕ УГЛЯ УЗКОЗАХВАТНЫМИ КОМБАЙНАМИ НА ПОЛОГИХ ПЛАСТАХ

Специальность 05.26.01—„Охрана труда и пожарная

безопасность".

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Макеевка—Донбасс 1993

Работа выполнена в Государственном Макеевском научно-исследовательском институте по безопасности работ в горной промышленности (МакНИИ).

Научный руководитель—

докт. техн. наук Официальные оппоненты: докт. техн. наук, канд. техн. наук

А. и. бобров

b. и. саранчук

c. н. александров

Ведущее предприятие—ПО .Донецкуголь".

«Защита диссертации состоится в ^часов на заседании специализированного совет^ К 135.08.01 в Государственном Макеевском научно-исследовательском институте по безопасности работ в горной промышленности (339008, Макеевка Донецкой обл., ул. Лихачева, 60).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МакНИИ.

.-Я*.

Автореферат разослан ,_/

Ученый секретарь специализированного совета, канд. техн. наук

-в: м. приходько

ОБШАН ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одним из наиболее важных вопросов в решении задачи улучшения условий труда и техники безопасности в угольной промышленности является снижение запыленности воздуха в очистных выработках шахт, поскольку в процессе выемки угля воздействии высоких пылевых нагрузок подвергается основной контингент подземных рабочих, а интенсивный вынос пыли из лав создает в прилегающих выработках неблагоприятную (иногда - взрывоопасную) пы^„>вув обстановку. Особенно актуальной является эта проблема в лавах пологих пластов Донбасса с интенсивным проветриванием, оснащенных высокопроизводительными узко захватными комбайнами и комплексами, при работе которых, резко возросла интенсивность процессов образования и выделения пыли, а существующий комплекс противопылевых мероприятий не обеспечивает в этих условиях необходимого снижения запыленности воздуха. В результате, остаточная концентрация пыли на рабочих местах в таких лавах в сотни раз превышает уровень ПДК.

Вместе с тем, потенциальные возможности применяемых способов обеспыливания, основными и наиболее перспективными из которых остаются орошение и пылеотсос, на исчерпаны. Как показал анализ работ, посвященных вопросам борьбы с Пильа в шахтах, высокий уровень пылэ-выделения и недостаточная эффективность обеспыливания при выемке угля обусловлены, главным образом, несовершенством узкозахвагных комбайнов и комплексов по пылевому фактору и несоответствием параметров и схем применения ранее разработанных средств обеспыливании характеру и интенсивности пылеаэродинамических процессов в очистных выработках.

В связи с этим снижение интенсивности пылевыделения и повышение эффективности орошения и пылеотсоса на основе изучения и учета факторов пылеаэродинамики является актуальной задачей и перспективным направлением улучшения условий труда в угольных шахтах.

Цель работы - установление закономерностей пылеаэродинамических процессов в очистных выработках и разработка способов и средств повышения эффективности орошения и пылеотсоса при выемке угля узкозахватными, комбайнами на пологих пластах.

Идея работы заключается в. направленном измени.'ии интенсивности и характера взаимодействия у комбайна угольных и пылевоздушных потоков с вентиляционной струей В зонах воздействия на них орошения и пылеотсоса, а также - в обеспечении возможности выбора рациональных параметров подачи орошающей жидкости а зоны пилевыделения с учетом'характера источника, пыли и условий применения орошения.

- г -

Ме^1^1сследований. В работе использован комплекс методов исследований, включающий обобщение игнализ научно-технических литературных источников и фондовых материалов,' теоретическое рассмотрение и анализ физической сущности.исследуемых процессов, физическое моделирование и лабораторные эксперименты на специально разработанных стендах и установках, натурные эксперименты и промышленную проверку полученных, результатов в шахтных условиях, математическую и графическую обработку экспериментальных данных.

Основные научные положения, выносимые на защит.'-

1. Уровень пылевыделения и запыленность воздуха,-на рабочих местах .зависят , в основном, не от количества образующейся при работе комбайна и содержащейся в отбитом угле пылевидной фракции,

а от интенсивности ее перехода в аэрозольное состояние и распространения в призабойном пространстве, обусловленных интенсивностью и структурой воэдувного потока, характером источников пыли и условиями их взаимодействия с воздушным потоком.

2. Существующие конструкции узкозахватных комбайнов предопределяют такую структуру воздушного потока у комбайна, при которой

в зонах разрушения, перемещения и погрузки отбитого угля на конвейер наблюдается максимальные (или близкие к ним) значения скоростей, по абсолютной величине в 2-3 раза превышавшие средние в узком сечении выработки на удалении от комбайна, а пылевой поток интенсивно расширяется под воздействием поперечных составлявших о'сред-ненной скорости потока, возникающих.при обтекании комбайна.-

Сочетание этих факторов обусловливает интенсивный вынос пыли при работе комбайнов и препятствует достикенив высокой эффективности орошения и пылеотсоса.

3. Основными принципами достижения высокой эффективности.оро-яения и пылеотсоса при работе узкозахвагных комбайнов являются:- дифференциация параметров орошаюией жидкости в зависимости

от характера источника пыли и от способа, и условий, применения оро-нения;

- локализация и изоляция от взаимодействия с активной вентиля-' ционпой струей угольных и пылевых потоков в зонах их возникновения, перемещения и воздействия на них средств борьбы с пылью.

'(. Эффективность пылеподавления при орошении зависит от характера взаимодействия измельченного угля с воздушным, потоком и оро-

кидг.остью, от скорости воздушного потока в зонах их взаино-•»Йстгчя п от соответствия этим факторам геометрических, дисперсиоп-«'и* и ичешиснкнх параметров подачи о ротацией жидкости.

Максимальная эффективность орошения обеспечивается путем локализации зон разрушения и перемещения отбитого угля и изоляции их от прямого воздействия активной вентиляционной струи, смачивания разрушенного угля до момента его контакта с воздушным потоком и снижения скорости воздуха в зоне контакта с углем до 0,5 м/с. При этом параметры подачи орошающей жидкости должны быть дифференцированы в зависимости от характера источника гшли (пылевой зс^ы) и от способа и условий применения орошения.

5. Эффективность пылаотсоса зависит от характера распространения пыли у комбайна, и схемы размещения всаса по отношении к источникам пыли._

Максимальная эффективность обеспыливания воздуха при пылеот-сосе обеспечивается путем: отклонения набегающего воздушного потока от основных источников пылевыделения на комбайне; предотвращения интенсивного воздухообмена между пылевым и основным воздушным потоками у комбайна; локализации пылевого потока и направления возможно большей его части с максимальной концентрацией пыли непосредственно во всасывающее отверстие.

Достоверность научных положений и обоснованность выводов и рекомендаций подтверждается: статистически обоснованными объемами экспериментов и допустимой погрешностью определяемых параметров; удовлетворительной сходи мостыо результатов лабораторных и иахтных исследований; соответствием установленных закономерностей основным физическим законам и положениям аэрогидродинамики, рудничной аэрологии и механики аэрозолей; результатами теоретических и экспериментальных исследований в модели, на лабораторных и натурном стендах и в шахтных условиях пыле аэродинамики очистных выработок, взаимосвязи гидравлических и конструктивных (геометрических) параметров оросителей, а также - эффективности орошения и пылеот-соса; поломительными результатами натурной, проверки, внедрения в производство и использования в системах пылеподавления комбайнов разработанных оросителэй и схем-укрытий, а также - использования при разработке требований, нормативов и средств борьбы с пыльв основных рекомендаций и выводов по работе.

Научное значение и новизна.-полученных результатов.

Исследована пылеаэрОдинамика. очистных выработок, оборудованных узко.захватными комбайнами и комплексам основных типов, и установлены закономерности формирований структуры воздушного потока и характера распространения пыли непосредственно у комбайна и вне зоны его аэродинамического, влияния. На основании исследований впервые сформулированы и научно обоснованы основные -принципы кар-

динального снижения пылевыделения и повышения эффективности обеспыливания при работе комбайнов..

Впервые разработан и научно обоснован параметрический ряд ■ оросителей с рационально дифференцированными параметрами, обеспечивавшими возможность выбора оптимальных параметров и повышения на этой основе эффективности орошенид при работе узкозахваткых комбайнов.

Получены экспериментальные зависимости между гидравлическими и конструктивными' (геометрическими) параметрами проточных частей оросителей, что позволило научно обосновать требования к их конструкциям, обеспечивающим при максимальной степени унификации широкий диапазон требуемых параметров орошеник.

Установлено влияние скоростй движения воздуха и условий взаимодействия измельченного угля с воздушным потоком и орошающей жид-.костью на интенсивность пылевыделения и эффективность орошения, а также влияние характера распространения пылевого потока и условий его взаимодействия со всасом на эффективность пылеотсоса. Это позволило обосновать целесообразность локализации и изоляции угольных и пылевоздушных потоков у комбайна с помощью укрытий'как способов . кардинального повышения эффективности орошения и пылеотсоса.

Практическая ценность -работы. Проведена сравнительная оценка, установлены требования к конструкция и компоновке комбайнов и крепей и определены пути их совершенствования по гшлеаэродинамическо-му фактору. Предложены способы повышения эффективности орошения и пылеотсоса на основе локализации и изоляции угольных й лылевых потоков у комбайна. Разработаны новые конструкции унифицированных оросителей Н-х типов (конусные, зонтичные, шюскосгруйяые и насадки) 48-ми типоразмеров, применение которых в оросительных системах узкс-захватных комбайнов позволило в 24 раза повысить эффективность пилеподавления. Разработаны рациональные схемы укрытий и.даны рекомендации по их применению на комбайнах для повышения эффективности орошения и пылеотсоса. Применение укрытий на комбайнах позволяет в 5-10 раз повысить эффективность орошения и в 5-20 раз - эффективность пилеотсоса.

Реализация результатов работы- Основные положения и результа-/ ,гы выполненной работы .использованы при разработке и включены в содержание следующих отраслевых документов, утвержденных в установленном порядке: "Нормативы "по безопасности забойных машин и комплексов"; "Нормативы по безопасности забойных машин, комплексов^ . «"агрегатов"; "Руководство по борьбе с пылью в угольных шахтах";-

"Руководство по борьбе с пыльв и пылевзрывозащите на угольных и сланцевых пахтах".

Результаты работы использованы также при разработке "Типовых технологических схем применения средств борьбы с пыльв при работе выемочных и проходческих комбайнов"« проектов "Шахты будущего". Кроме того, проведенные исследования вошли в число работ, послу-нивших исходными данными при разработке "Типовой методики испытаний средств борьбы с пыльв при работе выемочных й проходческих комбайнов и механизированных комплексов".

Параметрический ряд и технические характеристики унифицированных оросителей вошли в каталог-справочник "Оборудование и прибора для комплексного обеспыливания угольных иахт, разрезов и обогатительных фабрик"-(изд.ЦНИЭИуголь), а рекомендации по применений и требования на разработку укрытий для комбайнов включены в перечень: обязательных правил и нор.» техники безопасности, используемых при разработке новых горних машин (РТМ 24.080.22-72).

Разработаны унифицированные оросители параметрического ряда и освоено их серийное производство на ряде заводов угольного машиностроения.' Унифицированные оросители широко применяется в шахтах для оснащения оросительных систем выемочных комбайнов и других горных машин. .

Требования и рекомендации по укрытиям использованы Гипроугла-мащем, Донгипроуглемашем и Горловским машзаводом им.С.И.Кирова при разработке средств борьбы с пыльц для комбайнов 2К-52, 1К-101, К-103, 1ГИ-68, К-200, АКВ. КА-72 и др.

Апробация работы. Основное содержание- работы и отдельные ее положения и результаты-докладывались,-обсуждались и получили одобрение: на Республиканских-и Всесоюзной конференциях по безопасности труда в горной промышленности (Макеевка, 1965,' 1968, 1970 гг.), на заседаниях Центральной комиссии по борьбе с силикозом (Москва, 1966, 1968-1987 гг.); на Всесоюзном научно-техническом совещании по борьбе с пыльв и профилактике заболеваний пневмокониозом рабочих, занятых в горной про'^шленности (Шахты, 1970 г.); ^а Всесоюзной научно-технической конференции по борьбе" с пыльв и профилактике пневмокониозов на- предприятиях угольной промышленности (Донецк, 1973 г.); на Всесоюзной научно-технической конференции "Аэродисперсные системы и коагуляция аэрозолей" (Караганда, 1982 г.); на Республиканской научно-технической конференции "Проблемы совершенствования пыле-газового режима на угольных шахтах" (Макеевка, 1983 г.); на Заседании секции подземной разработки месторождений угля и сланца Совета Минуглепрома СССР "Новые.средства борьбы с пыльо

- б -

в очистных si 'подготовительных забоях'я способы пылевзрывозащиты горних выработок" (Макеевка, .1989 г.)» а также на заседаниях научно-технического совета отдела по борьбе с рудничной пыльв и горной секции ученого совета МакНКИ. -

Диссертационная работа выполнена на основе исследований, проведенных в соответствии с отраслевыми, координационными планами к тематически?® планами НИР МакНИИ под руководством и при непосредственном участии автора.

Публикации. Всего по томе диссертации опубликована 31 научная работа, включая I монографий и 5 авторских свидетельств'. Основное содержание диссертации отракено в 17 опубликованных работах, приведенных в прилагаемом списке.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов о выводами и заключения, изложенных на 155 страницах машинописного текста и содержит, кроне того, 79 рисунков, 17 таблиц, список использованной литературы йз 125 наименований и приложения.

Автор выражает благодарность сотрудникам отдела по борьбе с рудничной пилю МакНИИ за по нощь в проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ / •

Анализ состояния проблем» показал, что интенсификация процессов выемки угля и проветривания, обусловленная применением высокопроизводительных узко захватных, комбайнов и комплексов, привела к значительному ухудшении пыЛевой обстановки в очистных выработках. При этом в атмосферу выработки при неработающих средствах борьбы-о пальв мо;кет поступать до 5000 г/мин пыли,-а запыленность воздуха . вблизи 'комбайна может достигать 10000 мг/м3 и более.

Вакннй вклад в исследования к разработку способов й средств борьбы с n-щгьв при работе комба.ишв внесли ученые и конструкторы МакНИИ, В>ет1Ш, ИГД им.А.А.Скочинского, Гипроуглемаза, Донгипро-углемаса и др., а также зарубежных стран, таких как-ФРГ, Великобритания к др. Однако эти способы и средства разрабатывались без достаточного учета особенностей пылеаэродинамики очистных выработок, ■^чр^.'еляющей интенсивность выноса и распространения Пыли при работе комбайнов, а также эффективность основных способов борьбы с пылью. D се язи с этим существующий комплекс способов, основными и наиболее перспективными из которых является орошение и пылеотсос, имеет иедс-таточную эф$ективность, вследствие чего запыленность воздуха на рабочих местах в десятки и сотни раз превышает допустимый уровень.

С цель» выбора наиболее рациональных путей снижения гшлевыде-ления и повышения эффективности обеспыливания рассмотрены основные факторы, определявшие эти процессы, и выявлены основные причшш интенсивного пылевыделения и недостаточной эффективности орошения и пылеотсоса. Установлено, что'ренаощее влияние на уровни пылевыделения и запыленности воздуха при работе комбайнов оказывает не количество образуоцейся и содержащейся в отбитом угле пылевидной фракции, а интенсивность ее перехода в аэрозольное состояние и распространения в призабойном пространстве. Так показано, что во всем диапазоне условий работы.комбайнов преобразование изменяется примерно в 7 раз, в то время как пылевыделение - з 60-100 раз. То есть снижение пылеобразования (на 20-30,1), которое монет быть достигнуто за счет совершенствования конструкции исполнительных органов и режимов работы комбайнов не может заметно повлиять на пылевую обстановку. Из этого следует, что основное внимание должно быть уделено разработке ыер по предотвращении перехода пыли во взвешенное состояние и ограниченно ее распространения в выработке.

Установлено, что основные причини интенсивного пидевыделения и недостаточной эффективности обеспыливания взаимосвязаны и обусловлены, с одной стороны, несовершенством конструкций комбайнов по пылеаэродинамическому фактору, а с ругой - несоответствием параметров и схем применения орошения, и пылеотсоса условиям выноса и распространения пыли от источников на комбайне и параметрам проветривания.

К основным причинам интенсивного пылевыделения и недостаточной эффективности орошения, обусловленным несовершенством комбайнов по пылеаэродинамическому■фактору, относятся: открытость, рассредото-ченность в пространстве и большая, постоянно обновляющаяся поверхность зон разрушения и перемещения отбитого угля, а также разбрасывание его исполнительными органами комбайна в сочетании с интенсивным проветриванием этих зон. При: этом в системах пылеподавления комбайнов использовались устаревшие типы оросителей, имевшие при большом многообразии конструкций крайне ограниченный диапазон гидравлических характеристик. Это не позволяло оптимизировать параметры орошения с учетом различия характера источников пыли, условий их проветривания и конструктивных особенностей комбайнов.

Сравнительно низкая эффективность пылеулавливания обусловлена несоответствием применяемых схем пылеотсоса условиям проветривания и распространения пылевых потоков в лавах с узкозахватными комбайнами и недостаточной, ь связи с этим, производительностью существующих пылеулавливающих установок для.засора непосредственно у комбайна всего объема запыленного воздуха.

- О -

На основании проведенного анализа, для достижения поставленной в работе цели, сформулированы и решены следующие задачи:

- исследовать кинематику воздушных потоков и характер распространения взвешенной пыли в очистных выработках с узкозахватными комбайнами и комплексами основных типов и определить пути их совершенствования и повышения эффективности орошения и ггалеотсоса с учетом пылеаэродинамического фактора;

- установить эффективные параметра орошения в .зависимости от . условий его применения на комбайнах, сформировать рациональный параметрический ряд и разработать оросители, обеспечивающие весь необходимый для систем пылеподавления комбайнов диапазон параметров орошения;

- исследотть влияние условий взаимодействия измельчённого угля с воздушным потоком и орошающей жидкостью на эффективность пылеподавления, а также - элияние характера распространения пылевого потока у комбайна в зоне между источником пыли и всасом на эффективность забора взвешенной пили и разработать способы и средства. предотвращения интенсивного выноса и поперечного распространения пыли у коибайна, обеспечивающие повышение эффективности ороше- . ния и пылеотсоса при работе узкозахватных комбайнов.

Исследования пылеаэродинамики очистных выработок проводились , при работе основных типов узкозахватных комбайнов (2К-52; МК-67, БК-52, ГШ-68) в комплексе с механизированными (М-67, МК-97, М-100) и индивидуальными крепями, существенно различавшимися конструкцией, компоновкой и схемой размещения в выработках. Исследований; проводились путем теоретического анализа основных закономерностей движения турбулентных потоков и' турбулентной диффузии примесей, физиче'ского моделирования этих процессов и шахтных экспериментов по определению, полей осредненных скоростей воздушного потока и концентраций пыли у комбайна и вне зоны его аэродинамического влияния.

Показано, что воздушные потоки в очистных выработках относятся к классу вынужденных турбулентных течений с развитой установиввейся турбулентностью, распространение.пыли в которых подчиняется общим закономерностям переноса примеси, турбулентными потоками в каналах. Распределение скоростей в таких потоках не зависит от числа Рей-нольдса и полностью определяется геометрией сечения и шероховатостью границ, а распределение концентраций пыли - характером источника и кинематикой воздушного потока, в частности, полем осредненных скоростей и их пульсационных составляющих.

Анализ дифференциальных'уравнений динамики жидкости, и турбулент ной диффузии примеси, а тахяе их приближенных решений позволил

выявить основные факторы, определяющие характер движения воздушных и пылевых потоков, обосновать критерии и методику их моделирования и объективно оценить' полученные экспериментальные результаты.

Показано, что интенсивность выноса и распространения пыли от источников на комбайне определяётся, с одной стороны, интенсивностью проветривания выработки и структурой потока у источников и далее по ходу движения палевого потока, а с другой - характеро", размерами и относительным расположением самих источников пылевцде-ления, обусловленных конструктивными особенностями комбайнов и крепей.

Установлено, что характер распределения (эпюра) скоростей воздуха в произвольном сечении лавы определяется конфигурацией и загро-можденностью сечения, степенью и соотношением шероховатости границ, и "предысторией" потока; Эти факторы и предопределяют различия эпюр скоростей в зависимости от типа комбайна и крепи и расположения сечения по отношению к комбайну.

Вне зоны влияния комбайна общий вид профиля скоростей определяется наличием и типом крепи и схемой ее размещения а сечении лавы, а потоки по Отдельным технологическим дорогам практически являются аэродинамически обособленными. При этом основное количество воздуха (50-85$) проходит по первой (призабойной) технологической дороге, где средняя скорость в 1,1-1,4 раза превышает среднюю по всему сечению лавы в узкой ее части. Максимальные значения скоростей находятся также в сечении первой дороги. Характерным является асимметричность профиля скоростей по первой дороге со смещением максимума (т.е. аэродинамической оси потока) к плоскости забоя, которая по сравнению с рядом крепи является относительно более гладкой границей потока. По второй дороге эпюры, как правило, симметричны.

Экспериментально установлено, что профиль скоростей по ширине кчждой дороги удовлетворительно описывается двухпараметрической степенной зависимостью вида-:

Ü .л la-iU Y umo, V в - у0 / '

где U и Umax- соответственно текущее и максимальное в сечении значения осредненных скоростей; У и У0 - удаление от границы потока соответственно тёкущей координаты и аэродинамической оси потока; В. - ширина дороги; П - эмпирический показатель, зависящий в потоках с.развитой турбулентностью только от шероховатости границ.

Значения параметров П и У0 зависят от вида крепи и положения дороги относительно забоя (табл.1).

Таблица I

Тип крепи . —г---———— Технол. дорога Значения параметров

П ! Уо

механиз. I 0,28 ! 0,2 В »

П |0,1'( ] 0,5 в

индивид. I 0,22 | 0,33 В

п 0,22 | 0,5 В

Анализ полученной зависимости с учетом данных табл:1 показывает, что в забоях с механизированной крепьп наблюдается более резкое смещение максимума скорости к плоскости забоя. Это предопределяет, с одной, стороны, более интенсивный вынос Пыли от основных источников на комбайне, а с другой -более высокую степень локализации пылевого потока вдоль забоя (что является важным преимуществом по пылевому фактору), чем в лавах с индивидуальной крепью.

С приближением к комбайну автономность потоков по дорогам нарушается и непосредственно у комбайна структура потока претерпевает наиболее существенные изменения. Профили скоростей при это« значительно усложняются и определяются конструкцией и компоновочной схемой комбайна, направлением выемки и типом крепи. Эти факторы на. существующих узкозахватных комбайнах обусловливают такое распределе-ние'Ъкоростей, при котором именно в зонах потенциально наибольшего пылевыделения (зоны отбойки, перемещения и погру.зки отбитого угля) имеют место максимальные для данного сечения (или близкие к ним) значения скорости воздуха (рис.1); Причем по абсолютной величине эти скорости могут в 2-3 раза превышать среднюю по сечению лавы в узкой ее части, т.е. достигать значений порядка,10 м/с, чтож обусловливает высокие уровни пылевыделения й неблагоприятные условия для пылеподввления. ■

-Показано,'что в соответствии с различиями структуры потока, механизмы поперечного распространения пыли у комбайна и вне зоны его аэродинамического влияния качественно различны. Вне зоны влияния, комбайна преобладающую роль играют турбулентная диффузия, обусловленная пульсационными составляющими скорости, а также - возмущения, потока в рядах крепи. У комбайна, в основном, имеет место конвективный перенос, определяемый поперечными составляющими осредненной скорости потока, возникающими при обтекании комбайна, значения которых на порядок выше пульсационных. Этим и определяется-более, резкое расвиреиие пылевого потока у комбайна ив рядах крепи, что препятствует достижению высокой эффективности'существующих схем пылеотсо-са и способствует распространению пыли на. рабочие места.

Распределение скоростей дшгеемип воздуха.у источников пили и ЛЯ 'пмэличном удалении 0г комбаИна (на примере комплекса К! 1-87)

. Установлено, что интенсификации поперечного распространения пыли у комбайна и, следовательно, снижению эффективности обеспыливания способствуют такие факторы, обусловленные его конструкцией и компоновочной схемой, как смещение источников пыли относительно плоскости забой, увеличение их поперечных размеров и поверхности, размещение в зонах повышенного вихреобразования, а также вращение исполнительных органов и плохообтекаемая форма комбайна.

В результате воздействия указанных факторов лиловой поток, непосредственно у комбайна быстро расширяется и занимает большую часть сечения дороги. Пр1 работе шнековых комбайнов, особенно на пластах мощностью более 1,8 м, в результате дополнительного вихреобразования, вызванного падением угля от верхнего шнека, а также вращением шнеков, пылевой.поток может распространяться даже навстречу струе (до 1,5-2 м) и поступать у комбайна на вторую дорогу с появлением второго максимума концентрации (рис.2). Это указывает на необходимость локализации потоков отбитого угля и ограждения их от непосредственного воздействия активной воздушной струи.

Показано, что комбайн в пыяеаэродинамическом.отношении представляет собой совокупность нескольких разных по характеру и интенсивности одновременно действующих, источников пыли. В связи с этим, распределение концентраций пыли в течениях лав имеет сложный характер, так как, с одной стороны, является суперпозицией пылевых потоков.от различных источников, ас другой - обусловлено различной интенсивностью турбулентного переноса в-разных зонах сечения: вблизи забоя, скорость поперечного переноса мала и градиент концентрации наиболее высокий, а в рядах крепи, где интенсивность поперечного переноса максимальна, пылевой поток интенсивно перемешивается и концентрация пыли выравнивается. . _

Экспериментально установлено, что за пределами комбайна основная масса пылевого потока перемещается по первой дороге вдоль забоя, а максимум концентрации находится у забоя, или в 0,5-1 м от него (при движении комбайна навстречу струе). Причем в сечениях вблизи комбайна градиент концентрации сравнительно висок и пиль перемещается узким потоком. С .удалением от комбайна в продольном и от забоя в поперечном направлениях концентрация пыли экспоненциально снижается, а границы потока расширяются, особенно резко в рядах крепи (ом.ркь^

Важнейшим фактором , определяющим ускорение поперечного распространения пыли вне зоны влияния комбайна, является наличие крепи, способствующей дополнительной турбугизации потока и интенсификации массообмена в рядах крепи. Это приводит к болое резкому (в сравнении с не загроможденными потоками) оасширению .пыльпого

потока и выравниванию концентраций пыли в сечении. Существенное значение при этом имеют' схема установки в лаве и форма крепи. Так, расположение стоек крепи в. шахматном порядке (мехкрепи МК-97, М-100) приводит к гораздо более интенсивному расширению пылевого потока в лаве, чем коридорное расположение (крепи й-87 и др.). Ускорению поперечного переноса пыли способствуют также излишняя загроможденность сечения лавц и плохообтекаемая.форма крепи.

Проведенная на основании полученных результатов сравнительная оценка комбайнов и крепей по пылеаэродинамическому фактору показала, что современные комбайны и.комплексы характеризуются не только высоким уровнем пылевыделения, но и интенсивным поперечным распространением пыли, что обусловливает высокую концентрацию пыли на рабочих местах и препятствует достижению высокой эффективности пылеотсоса. Наихудшие показатели по пылеаэродинамическому фактору имеют комбайны с корончатыми исполнительными органами (типа БК). Более приемле-' мыми по этому признаку следует считать комбайны с барабанными и шне-ковыми исполнительными органами (типов МК и К-52), причем для последних более предпочтительна компоновка подающей частью навстречу струе. Наиболее совершенными являются комбайны с разнесенными по концам корпуса исполнительными органами (тип$1 ГШ).

Установлено, что в забоях с механизированными крэпями пыль вблизи комбайна перемещается более узким потоком, чем в забоях с . . индивидуальной. Однако при достижении границей пылевого потока ряда мехкрепи, распространение его по ширине происходит более интенсивно, что указывает на необходимость локализации пылевых потоков непос- ■ редственно у комбайна и возможно блике к забою.

Показано, что оценка комбайнов и комплексов должна производиться не только по величине удельного пылевыделения, но и в целом по пылеаэродинамическому фактору, более объективно и полно .характеризующему условия труда по пылевому фактору. При этом, установленные ■ закономерности распределения концентраций пыли послужили, в дальнейшем, основой для разработки методик пылевых измерений при оценке комбайнов и условий труда по пылевому фактору в очистных выработках.

В результате исследований определены меры по изменению и совершенствованию конструкций узкозахватннх комбайнов и комплексов по пылеаэродинамическому фактору: рациональная компановка основных узлов комбайна с тем, чтобы потенциальные источники пылевыделения были максимально компактными и находились в. минимальном удалении от плоскости забоя и вне зон с интенсивными возмущениями воздушного потока; улучшение аэродинамических'качеств крепей и.комбайнов -для предотвращения резких возмущений потока; максимально возможное

Распределение концентраций пыли (на примерз комплекса 1Й-97) и сирина палевого потока (эксперименты на модели) в очистной выработке

по З/ине

а: I - над корпусом комбайна; 2 - в 5-8 м от комбайна (по потоку); 3 - а I и ог йсполнитэльного органа (против потока)

б; I, 2.3,4- на удалении от комбайна по потоку соответственно 2 - Ь - 15; ГЗ -30; 40 - 50 и

в: I - соответственно по первой и второй дорогам при движении комбайна: —1— по потоку;----против потока

г: 1,2 - изменение ширины пылевого потока по длине выработки соответственно при наличии радов крэпи и в незагроможденной наработке

Рис.2

(по фактору устойчивости боковых пород) удаление первого ряда крепи от плоскости забоя; коридорное расположение стоек крег:и вдоль забоя; исключение значительной загроможденности сечений выработки вспомогательным оборудованием и коммуникациями.

Сформулированы основные принципы радикального снижения пылевыделения и повышения эффективности основных способов борьбы с пылью' при работе узкозахватных комбайнов:

дифференциация гидравлических и дисперсионных характеристик оросителей, применяемых в системах •пылеподавления, с целью оптимизации параметров орошения в зависимости от способа и условий его применения и характера источника пыли;

. локализация и изоляция от прямого воздействия интенсивной вентиляционной струи угольных и пылевых потоков в зонах их возникновения, перемещения и взаимодействия со средствами борьбы с лильв.

Для практической реализации этих принципов обоснована необходимость: разработки .параметрического ряда оросителей, 'обеспечивающих требуемый диапазон и дифференциацию параметров орошения; изыскания рациональных способов и схем локализации и изоляции зон образования и перемещения угольных и пылевых потоков на комбаЯнч.

Разработка параметрического ряда оросителей производилась исходя из принятой в работе предпосылки, что эффективность орошения зависит не только от гидравлических параметров'оросителей (давление, расход), но, главным образом, от дисперсионных, геометрических и инерционных характеристик факела распыленной жидкости (форма, угол раскрытия и плотность факела, размер и скорость капель и др.). Показано,- что для достижения высокой эффективности пылеподавления эти параметры (характеристики) должны бить дифференцирозаны в зависимости от способа и условий применения орошения, определяемых конструкцией комбайна, характером источника пыли, интенсивностью проветривания зон ороиекия.

На основании анализа-условий применения орошения, с учетом экспертной оценки и существующих рекомендаций по его оптимальным параметрам, сформирован рациональный параметрический ряд оросителей, охватывающий практический весь необходимый диапазон параметров орошения на узкозахаатных комбайнах. При формировании ряда в качестве оппеделяющих параметров приняты: форма факела, пропускная способность оросителя (коэффициент расхода) и угол раскрытия факела распыленной жидкости (табл.2)....

Таблица 2

Коэф. Форма факела

расхода (а) Угол раскрытия факела, град.!

0 ! 15! 40 ! 75 ! 125 !165 |

1,0 С К,И К,П 3 1 !

1,5 С К,П К,П К,П,3 I 1

2,2 С К.П К,П К,П,3 п - !

3,3 С К,П К.П К,П,3 П - 1

5,0 С К,11 К.П К,П - П !

7,5 С К.П К.П К.П - п \

Примечания: I. Условные обозначения С - компактная с! 3 - зонтичная; П - плос-

0. - расход роды

.£орны факела: С - компактная струя;

К - конусная? 3 ...........

коструиная.

2. а»4рг . где

При давлении Р

Дифференциация значений коэффициента расхода произведена на основе ряда предпочтительных чисел со знаменателем 1,5, а угла раскрытия факела - исходя . из фактических размеров орошаемых зон на комбайнах.

Ранее применявшиеся для пылеподавления в шахтах оросители непригодны для принятого параметрит ческого ряда, так как, несмотря на многообразие . конструкций, имеет крайне ограниченное поле параметров и не обеспечивает требуемые параметры для всего комплекса условий применения-оросительных систем'узкозахватных комбайновой связи с этим проведены исследования по разработке .¡швых конструкций и унификации оросителей. • ' •

Б процессе исследований определялись гидравлические и'лиспер- " сиокные параметры оросителей (расход и выходная скорость струи, угол раскрытия, плотность и равномерность факела, размер капель), обусловливающие эффективность пылеподавления, в зависимости от- размеров проходных каналов, и конструктивных особенностей проточных . частей оросителей.

В результате большого объема экспериментальных исследований получены графические■зависимости, характеризующие взаимосвязь между основными гидравлическими, конструктивными и геометрическими пара-■ метрами-оросителей (рисЛ). На основе, этих зависимостей определены размеры проходных каналов оросителей, обеспечивающие требуемые гидравлические параметры в соответствии с принятым рядом, и рациональное конструктивное исполнение проточных частей оросителей базовых конструкций. ■

Установлено,- что нзобходимое. различие в форме, факела может .

быть обеспечено всего двумя принципиально разными .конструктивными типами распылителей: центробежным и струйным, а различие в гидравли. ческих параметрах достигается путем изменения размеров входных ка, налов и.сопла при неизменных конструктивных параметрах оросителей, что создало наобходямые условия для их'максимальной унификации.

Зависимость гидравлических характеристик оросителей от геометрических параметров их проточной части (на примере конусных оросителей)

0 2 4

Диаметр сопла,им

Сечгнче мкрзчибаюцих каналоб.и»1

0 3-

л \

\ ХЧ

I"

|го'

и

— л

Ч

__ '

\ \

17 9 4 5 Симчгр оггвкз кокала .им

Откасштьная йлина камеры 'зокрнчи^ания^'д«)

при 3

зи различных диаметрах осевого канала: 1—0:2— 1,55 мм; - 4,05 мм (--коэф.расхода; ---- коэф.истечения)

б - при различных диаметрах сопла: 1-1,5 мм; 2-2,6 мм; 3 - Л,0 мм . .

-"при различных соотношениях диаметров осевого канала и сопла: Т ~ 0; 2 - 0,30; 3 - 0,60; Ч. - 0,98; 4' - 1,70; 5 - 1,56

(---при диаметре сопла 2,6 мм;---- при диаметра сопла

Г.3 мм)

г: I - коэффициент расхода; 2 - угол раствора факела'

" Гис.З '

На основании исследований разработаны технические требования, в соответствии с которыми, совместно с Докгипроуглемашем„ созданы новые (на уровне изобретений), конструкции унифицированных оросителей параметрического ряда.

Благодаря разработанному параметрическому ряду ороситялей были созданы необходимые предпосылки для существенного г-'вышения эффок- , тивности пылеподавления на .основе подбора для конкретных условий наиболее рационального, сочетания параметров орошения. Шахтные испытания унифицированных оросителей п.-казали, что применение их взамен ранее выпускавшихся позволяет повысить эффективность орошения на узкозахватных комбайнах в 2-4 раза.

На основании результатов стендовых и шахтных испытаний унифицированные оросители были- рекомендованы я серийному производству и, начиная с 1968 г., выпускаются (последовательно или одновременно) пятью заводами угольного машиностроения. Более совершенная конструкция новых оросителей и их унификация обеспечили возможность упрощения и удешевления производства, что способствовало их массовому выпуску И применение для оснащения систем пылеподавления выемочных' комбайнов, а также большинства других горных машин.

Исследования по изоляции и локализации угольных и пылевоздущ-ных потоков как способов повышения эффективности орошения и пыло-отсоса производились на двух лабораторйых стендах, позволявших имитировать различные условия взаимодействия угольного и аоздушчого потоков и увлажнения (смачивания) измельченного угля, и в модели очистной выработки, позволявшей воспроизводить процессы распространения, и' отсоса пыли на комбайне. Проверка основных результатов производилась на натурном стенде -'макете лавы и в шахтных условиях.

:. Установлено, что наиболее резкое снижение интенсивности пылевыделения наблюдается при местном .(в зоне контакта с измельченным углем)' уменьшении скорости воздушного потока при неизменной (или даже увеличенной) средней по сечению выработки, что свидетельствует о целесообразности изоляции источников пыли на комбайне;

Впервые установлено влияние'скорости воздушного потока на эффективность пйлеподавления и расход жидкости при орошении.. Причем характер этого влияния существенно зависит.от условий взаимодействия измельченного угля, орошающей жидкости и воздушного потока. Так, при орошений'угля'в процессе его перемещения в воздушном потоке (как это имеет место на'существующих комбайнах) снижение скорости воздуха приводит к соответствующему снижению запыленности воздуха 'за счет уменьшения выноса пыли»'Однако эффективность пылеподавления в исследованном'диапазона скоростей (0,5-5 м/с) остается

практически одинаковой. Вели же орошение (смачивание) угля производится до момента контакта его с воздушны* потоком, то,снижение скорости воздуха с-* до 0,5 м/с способствует примерно пропорциональному (в 5-10 раз) повышению эффективности пылеподавления при неизменном расходе жидкости (рис.'»). При этом для достижения равной эффективности требуется в 2-2,5 раза меньший расход орошающей жидкости. В то же время, если орошение измельченного угля осуществляется в процессе его перемещения в ьоздушном потоке,.то для достижения равной эффективности (при одинаковой скорости воздуха) требуется в 4-5 раз больший расход воды, чем при смачивании угля до момента его контакта с вентиляционной струей.

Показано, что при нормативных расходах воды (20-40 л/т) максимальная »^активность пылеподавлзния (98-9?^) достигается при условии, если скорость воздуха непосредственно у источников пыле-, выделения не превышаот (в зависимости от характера источника) 0,5 или 1,0 м/с, а смачивание разрушаемого угля при орошении произ- , водится до его контакта с активной вентиляционной струей.

Такие условия на комбайнах могут быть обеспечены путем локализации угольных потоков и изоляции от основного воздушного потока зон их образования,- перемещения и контакта с орошающей жидкостью. При этом средняя по цсеиу, Сечению потока скорость.может оставаться неизменной или (при необходимости) даже увеличиваться.

Исследования по повышению эффективности пылеотсоса на комбайнах, проведенные в модели очистнои выработки, показали, что. локализация пылевых потоков у.комбайна с направлением запыленного воздуха непосредственно во всасывающее отверстие пылеулавливающей установки, даже при неполном укрытии зон перемещения.пылевоздушного потока, позволяет и 5-10 раз повысить эф1)ективность пылеотсоса. При более полном укрытие.этой зоны эффективность пылеотсоса может быть повы-юена"в15-20 раз (рис.5). При этом положительная роль укрытий в наибольшей мера проявляется при неблагоприятных условиях пылеотсоса (недостаточная производительность отсоса, невозможность рационального размещения всасыЕающих отверстий пылеуловителя). Кроме того, применение укрытий позволяет при равной эффективности примерно в 2 раза снизить необходимую кратность отсоса, что обеспечивает, возможность применения пылеулавливающих установок малой производительности (100-150 м3/мин) дажи при интенсивном проветривании лав.

На основании проведенных исследований определены условия наи- __ большего снижения пылевыделения и достижения максимальной эффективности основных способов борьбы с пылью. При орошении: локализация, дольных потоков в. зонах их образования и перемещения у комбайна

Влияние скорости воздушного потока и условий орошения в зоне взаимодействия о разрушенным углем на эффективность пылеподавления

I - при о[""-»нии а открытом потоке; 2 - при орошении до момента контакта с воздушным потоком (под укрытием)

Рис Л

Влияние укрытия на эффективность лылзотсоса

ДО 5 0,1 0,¡5 0,2 «рогтюсшь отсоса

0,25

0,1

* KpuÈOJ 1 2 i 4 S

бараоить. „«pwlnuú l.t 1ЦйП)1) Si J "Р 5 1 lui 1 и 2

О

и

Рис.5

о цельв предотвращения разбрасывания измельченного угля, повышения плотности угольного потока и ограничения поверхности контакта с воздушным потоком; предварительное (до момента контакта с воэдупным потоком) увлажнение отбитого угля; снижение скорости воздуха в зонах контакта угольного и' воздушного потоков и орошавшей жидкости до 0,5-1,0 м/с. .

При пылеотсосе: отклонение части набегавшего воздушного потока от основных источников пылевыделения; предотвращение интенсивного воздухообмена между соседними -слоями пылевоздушного и незагрязненного воздушного потоков на участке от источника пылевыделения до всаса; направление возможно большей части пылевоздушного потока с максимальной концентрацией пыли в пылеуловитель.

Показано, что наиболее рациональным способом изоляции и локализации -угольных й пылевых потоков у комбайна для повышения эффективности орошения и пылеотсоса является укрытие зон разрушения и перемещения отбитого угля и зон распространения пылевых потоков элемента™ конструкции комбайна и (или) специальными ограждающими устройствами, конструктивно, и функционально увязанными с основным элементами и узлами комбайна.

Определены основные требования к схемам и конструктивному исполнению укрытий и условия их безопасного применения для основных типов узкозахватных комбайнов, исходя из их функционального назначения в зависимости от способа пылеподавления.

В соответствии с этими требованиями, схемы и конструкции укрытий должны различаться в зависимости от способа обеспыливания. При орошении - это устройства, огралдающие минимально возможные объемы пространства у йсполнительных органов и в зонах перемещения отбитого угля.у комбайна,'позволяющиэ подавать орошающую жидкость непосредственно под у »рытая. При палэотсосе - это щитовые устройства, локализующие зону пере -ещения пылевого потока у комбайна • от источников. пылевыделения- до эсаса и направляющие его в пылеуловитель.

Проверка результатов исследований по повышению эффективности орошения и .пылеотсоса при применении укрытий проведена в 7 забоях угольных шахт, а также в стенде-макете лавы на примерах комбайнов основных типов (К-52, БК, МК и ГШ). Испытания подтвердили основные Выводы, полученные по результатам лабораторных исследований. Установлено, что применение даже частичных укрытий, ограждающих лишь исполнительные органы комбайнов' с нерабочей стороны, позволяет в сочетании с орошением ^в-2-6 раз снизить запыленность воздуха в лавах в сравнении с орошением без укрытий, а'эффективность орошения с укрытиями достигает 97-98$. При этом более существенное снижение

Запыленности ьоздуха имеет место в забоях с интенсивным проветриванием. Установлено такие, что для достижения одинаковой эффективное-, ти орошения при наличии укрытий требуется вдвое меньший расход воды, чем без укрытий.

Натурные испытания укрытий в сочетании с пылеотсосом на ком-баянах типов МК н ГШ показали, что разработанные конструкции укрытий позволяет в 5 и б.олее раз повысить эффективность пылеотсоса. Причем доже при недостаточно полной локализации палевого потока эффективность пылеотсоса в сочетании с укрытиями достигает 94%. В то ье время, при отсутствии укрытий эффективность пылеотсоса при ■ иахтных испытаниях пылеулавливающих установок комбайнов 2К-52. (ПАК-52 и У)12К-52Уи НК-67'(1ШК-67) составила лишь .60-80,?.

По результатам исследований составлены и переданы для использования технические требования и рекомендации по разработке и применению укрытий, которые частично реализованы на большинстве разрабатываемых и выпускаемых комбайнах. Требования по укрытиям нашли от- ■ раленио в "Нормативах по безопасности забойных машин, комплексов и агрегатов" н в "Руководстве по борьбе с пыЛью..."-.

Полная реализация требований < схемам укрытий в соответствии с результатами настоящей работи позволяет в '5«-10 раз повысить эффективность орошения и в 5-20 раз - пылеотсоса, что при комплексном их применении с использование!: разработанных оросителей обеспечит онинение запыленности воздуха в лавах до уровня близкого к ПДК.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе дало новое решение актуальной научной задачи установ-.егиия закономерностей комплекса гылеаэродинамических процессов, определяющих пылевую обстановку и-эффективность обеспыливания при работе узкозахватных комбайнов, на основе которых разработаны способы и средства повышения эффективности орошения и пылеотсоса, обеспечивающие снижение запыленности воздуха в лавах до уровня близкого к ДНК.

Основные научные у практические результаты выполненных исследований и разработок заключаются в следующем.

I. Установлено, что решающее влияние на уровни пылевыделения „ и запыленности воздуха на рабочих местах оказывают не количество образующейся «ри работе комбайна пыли, а интенсивность ее перехода в аэрозольное состояние и распространения в призабойном пространстве, обусловленные скоростью и структурой воздушного потока.

характером источников пыли и условиями их взаимодействия с воздув-ным потокоп.

2. Исследована пылеаэродинамика лав, оборудованных узкозахватными комбайнами и комплексами основных типов. Показано, что характер п'ылеаэро динамических процессов в очистной выработке в основном обусловлен наличием комбайна и рядов крепи, влияние которых определяется их конструкцией, компоновкой и схемой расположения в выработке. Установлены закономерности формирования структура воздушного потока (распределения скоростей) и-характера распространения пыли (распределения концентраций) непосредственно у комбайна и вне зоны его аэродинамического влияния, выявлено их качественное различие.

3. Установлены основные факторы, определяющие интенсивность выделения и распрос1ранения пыли при работе комбайнов и препятствующие достижению высокой эффектттвгго-епт оропеяия и пылеотсоса. Показано, что эти факторы взаииосвязаны и обусловлены, с одной стороны, несовершенством конструкция узкозахватннх комбайнов по пылевому фактору, предопределяющих интенсивное проветривание зон разрушения

и перемещения отбитого угля и интенсивное поперечное распространение пыли у комбайна, а с другой - несоответствием схем применения и параметров орошения и пылеотсоса условиям проветривания и распространения пили»

4. Показано, что недостаточная эффективность орошения обусловлена неблагоприятными условиями взаимодействия орошающей жидкости

с угольными и воздушными потоками у комбайна и использованием в системах пылеподавления оросителей с крайне ограниченным диапазоном параметров, не соответствующих многообразию условий орошения, а пылеотсоса - невозможностьо забора всего объема запыленного воздуха у комбайна при существующих схемах и параметрах отсоса.

5. Проведена сравнительная оценка, обоснованы требования к конструкции, компоновке и схемам расположения в выработке и определены пути совершенствования комбайнов и крепей по пылеаэродинами-ческому фактору.

Сформулированы и научно обоснованы основные принципы радикального снижения интенсивности выделения и распространения пыли и достижения высокой эффективности обеспыливания при работе комбайнов, заключающиеся, в дифференциации параметров орошения (в зависимости от условий его применения и характера источника пыли), в снижении скорости воздуха и локализации угольных и пылевых потокоп в зонах их- возникновения, перемещения и воздействия на них средств борьбы с пылью.

6. Обосновали параметры подачи орошающей жидкости при'работе комбайнов и сформирован рациональный параметрический ряд оросителей, охиативающий<',гребуемый диапазон параметров и обеспечивающий их необходимую дифференциацию.

Эксперимонтально установлены зависимости между конструктивными (геомитрнчискими) и гидравлическими параметрами оросителей, и их дисперсионными характеристиками, на основании которых определены рационалыыо конструкции и необходимые размеры проходных сечений И каналов оросителей, обеспечивавших принятые диапазон и дифференциацию параметров при максимальной унификации конструкций. Созданы новые (на уровне изобретений"* унифицированные оросители, применение которых на узкозахватных комбайнах позволяет в 2-4 раза повысить эффективность пылоподавления, благодаря возможности подбора для конкретных условий рационального сочетания параметров орошения.

7. Установлена зависимость эффективности пылеподавления и расхода орошающая жидкости от скорости воздушного потока и условий взаимодействия измельченного угля с: орошающей жидкостью и воздушным потоком. Определены условия достижения максимальной.эффективности пылеподавления. Показано, что такие условия обеспечиваются путем локализации угольных потоков.и изоляции зон их контакта с орошаю-оай жидкостью от активной струи, что позволяет повысить эффективность пылеподавления в 5-10 раз, а при равной эффективности -

в 2-2,5 раза снизить расход воды. ,

8. Установлено, что локализация пылевого потока у комбайна и направление его непосредственно во всасывающее -отверстие позволяют в 5-20 раз повысить.эффективность пылеотсоса при одинаковой его производительности, а при равной эффективности - не менее, чем •

в 2. раза снизить необходимую кратность отсоса. Это создает возможность применения.на комбайнах малогабаритных установок с низкой производительностью (100-150 м3/мин) даже при интенсивном проветри-■ ванйи лаз.

9. Показано, что .наиболее рациональным способом изоляции и локализации угольных и пылевых потоков у комбайна является укрытие зон разрушения и перемещения угля и зон распространения пыли элементами конструкции комбайна И (или) специальными ограждающими устройствами. Определены 'основные требования к схемам и конструктивному исполнению укрытия и даны рекомендации по их разработке и применению для повышения эффективности Орошения и пылеотсоса.

10. Основные положения и■ результаты выполненной работы включены в ряд отраслевых нормативных и методических документов и' использованы при разработке типовых технологических схем, применения средств

борьбы с пылью, проектов "шахты будущего" и др. Разработанные унифицированные оросители серийно выпускаются рядом заводов и широко применяются для оснащения систем пылеподавления комбайнов и других горных машин. Требования и рекомендации по разработке и применению укрытий частично реализованы на большинства выпускаемых и разрабатываемых узкозахватных комбайнов.

Полная реализация разработанных на основании проведенной работы требований, рекомендаций и средств борьбы с пылью позволяет при комплексном их применении обеспечить спжение запыленности воздуха в лавах с узкозахватной выемкой до уровня близкого к ЛДК. '

Содержание диссертации отражено в 31 публикации, к основным из которых относятся следующие.

I. Пзтрухин П.М., Гродель Г.С., Коренев А.П. и др. Борьба с угольной и. породной пылью в шахтах.- М.: Недра, I98I.-27Ic.

,2. Коренев А.П. Исследование пылеаэродинамики очистных забоев пологих пластов с узкозахватными комбайнами и комплексами// Тез. докл. на Всесоюзной конф. молодых ученых по безоп. труда в горной пром., Макеевка, март 1970.-Макеевка-Донбасс: Изд.МакНШ, 1970.- C.II3-II5. ■ -

3. Гродель Г.С'., Коренев А.П., Медведев З.Н. Иселедонание кинематики вентиляционных потоков и распространения пыли в очистных забоях пологих пластов// Безопасность труда в угольных шахтах: Тр.МакНИИ.- М.: Недра", 1972.- Т.ХХП,- С.122-136.

4. Гродель Г.С., Коренев'А.П., Медведев Э.Н. и др. Оценка выемочных комбайнов и комплексов по .пылевому фактору// Безопасность труда в. угольных Шахтах: Тр.МакНИИ.- М.: Недра, 1972.- Т.ХХП.-

С .112-122.

5.. Коренев А.П. Исследование параметров и унификация оросителей для борьбы с пылью// Тез.докл. на конф. молодых ученых, работающих в области безоп. тр. в угольной пром.-Макеевка-Донбасс: Изд.Мак!™, 1965.- С.1-3.

б. Гродель Г.С., Коренев А.П. Разработка унифицированных форсунок для пылеподавления//'Борьба с газом и пылью в угольных шахтах; Сб.статей/ МакНИИ.- М.: Недра, 1969.- Вып.5.- С.146-I6I

■ 7. Гродель Г.С., Коренев А.П, Форсунки для подавления пыли в шахтах// Уголь Украины, 1967,- i 10.- С.35-36.

8. Коренев А.П. Изыскание способов ограничения распространения пыли для повышения эффективности пылеподавления и пылеулавливания// Тез.- докл. на реопубл. конф. молодых ученых, посвящ. проблемам безоп. тр. э.угольной прок. Макеевка, февраль,. 1968.-Макеевка-Донбасс: Кой.Маю'ШЙ, 1967,-C.-97-S8. '

9. Гродоль Г.С., Коронев А.П., Яремаченко 11.П. Исследование способов ограничения распространения пыли при работе узкозахватных выемочных комбайнов// Борьба с силикозом: Сб.статей.- М.: Наука, [970.- Т.УШ.- С.83-91.

10. Коренев А.П. Раэраоотка и совершенствование способов и средств борьбы с пыльв для горных машин// Тез.докл. к заседанию . комиссии по вопросам борьбы с пыльв при работе горных машин..., Москва, 19-20 декабря 1966 г.-.М.: Изд. ИГД им.А.А.Скочинского, 19оь.- C.I-J.

11. Гродоль Г.С., Коренев A.Ii. Способы ограничения'распространения пыли прл работе выемочных комбайнов// ¿опросы безопасности

ь угольных шахтах: Тр.НакНШ.- М.: Недра, 1969.- Т.ХХ.- С.188-198. '

12. Цетрухин П.М., Коренев А.Л. Результаты шахтных испытаний пылеулавливающих установок'и пути совершенствования пылеулавливания на выемочных комбайнах/./ Борьб,i с газом, пылью и выбросами

и угольных вахтах,- Макеевка-Донбасс: Изд.НакНИИ, 1973.- Вып.9.-С.79-82.

13. A.c. 281363 СССР, М'КИ В 2JF 5/00. Форсунка плоскоструй-. .иаУВЛ.Передирий, Е.Д.Худяков, H.A.Река., А.Н.Коренев, Г.С.Гродель.-В 1208247/22-3; Заявлено 04.01.68;' Опубл. 14.09.70, Бюл.» 29.-

2с.

14. A.c. 295889 СССР, ЙКИ В 2IF 5/04. Форсунка/ В.П.Передерий, Б.Д.Худяков, fi-Д.Река, А.П.Коренев, Г.С. Г родел ь. - 1176503/22-3; Заявлено 28.07.67; Опубл. 12.II.71. Бел. 1» В.- 2 с.

15. A.c. 622985 СССР, МДИ В 21F 1/00. Способ обеспыливания воздуха в очистных забоях/ Э.Н.Медведев, А.П.Коренев, [\С.Гродель.-20)0069/22-03; Заявлено 29.05.74; Опубл.. 05.09.78,' Бюл. » 33.- 3 с.

16. A.c. 620630 СССР, МКИ В 2IF 5/04. Форсунка/ А ЛГ.Коренев, Э .Н .Медведев, Л.И.Скляров.- 2416386/22-03; Заявлено ¿7.10.76,; Опубл. 25.08.78, Бюл. » 31.- 3 с.

17. A.c. 1025902 СССР, МКИ -В 2IF 5/04. .Форсунка/ А!. П. Коренев. Э.Н.Медведев, Л.И.Скляров и др. - 3385257/22-03; Заявлено. 12.01.82; Опубл. 30.06.83, Бюл. * 24.- 3 с.'