автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Технологические основы системы управления пылевой обстановкой в угольных шахтах для обеспечения безопасности ведения горных работ

РГ8 ОД

- ^ ?1гд

На правах рукописи

ТРУБИЦЫН Анатолий Ллександропнч

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПМЛЕПОЙ ОБСТАНОВКОЙ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ

РАБОТ

Специальность: 05.26.01 - «Охрана труда»

АВТОРЕФЕРАТ

днсгергянни на соискание ученой степени докюря гехничсскнх наук

Москва 200»

Работа выполнена в Государственном Восточном научно-исследовательском институте по безопасности работ в горной промышленности (ВостНИИ)

Научные консультанты:

профессор, доктор технических наук И.Г. И щук доктор технических наук Г. А. Поздняков

Официальные оппоненты:

профессор, доктор технических наук В.В. Кудряшов профессор, доктор технических наук А.М. Морев профессор, доктор технических наук Б.Ф. Кнрин

Ведущая организация: ОАО «Угольная компания Кузбасс уголь».

Защита состоится 1 $ НО9 бр$ 2000 г. в ~~ часов

на заседании диссертационного совета Д.135.05.02 ННЦ ГП НГД им. А.А.

Скочииского

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке по адресу: 140004, г. Люберцы Московской области, ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес совета.

Автореферат разослан /(£ СИ/ггУ б¡39 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

проф., докт.техн.наук И.Г. Ищук

11В1Лс,и°

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современное развитие техники и технологам добычи полезных ископаемых обуславливает возникновение целого комплекса социально значимых проблем, среди которых проблема защиты здоровья работников угольной промышленности является одной из наиболее актуальных.

Уровень травматизма и профессиональной заболеваемости в Кузбассе в течение ряда лет остается превышающим средний показатель по Российской Федерации (в 1,7-2 раза). Причиной этого является неудовлетворительное состояние условии труда в угольной отрасли Кузбасса. Уровень запыленности практически по всем угольным предприятиям очень высок, а традиционные способы и средства борьбы с пылью не явлйются составной частью технологических процессов угледобычи и проведения подготовительных выработок. В связи с этим потенциальная опасность возникновения взрывоп угольной пыли в смеси с метаном остается крайне высокой. Проводимый о настоящее время на шахтах контроль запыленности рудничной атмосферы и пыпевзрывоопасности горных выработок является малоэффективным. Увеличивается количество вспышек метана к угольной пыли по причине фрикционного искрения при работе угольных комбайнов, однако отсутствие детальных данных о крепости вмещающих пород и единого подхода к выбору режущего инструмента о зависимости от горно-геологических условий не позволяет решить эту проблему.

В связи с этим возникла настоятельная необходимость создания новой концепции, рассматривающей комплекс применяемых в шахтах способов и средств борьбы с пылью как единую систему управления пылевой обстановкой для обеспечения безопасности по пылевому фактору и уменьшения риска заболеваний пневмокониозом.

Целью работы является разработка технологических основ системы управления пылевой обстановкой и действенного контроля запыленности в выработках угольных шахт для снижения заболеваемости горнорабочих пневмокониозами и обеспечения безопасности горных работ по пылевому фактору.

Идея работы заключается в управлении пылевой обстановкой, адаптивно изменяющейся с изменением производственных условий на основе вновь получаемой информации и ее внесения в механизм управления.

Задачи исследований:

- анализ состояния борьбы с пылью и пылевой обстановки на угольных шахтах их эффективного применения и совершенствования;

- совершенствование способов и средств борьбы с угольной пылью в угольных шахтах с целью повышения их эффективности и снижения опасностч заболеваний рабочих пневмокониозами;

- разработка нормативной документации по регламентации системы контроля пылевой обстановки и пылевых нагрузок;

- исследование и разработка системы управления пылевой обстановкой в угольных шахтах для предупреждения заболеваний рабочих пневмокониозами;

- разработка системы учета пылевых экспозиционных доз для установления степени риска заболеваний рабочих пневмокониозами;

Методы исследований, В работе использован комплексный метод исследований, включающий обработку и анализ информации, системный анализ, моделирование и теоретический анализ физических и информационных процессов.

Научные положения, выносимые на защиту:

• решение проблемы снижения заболеваний пылевой этиологии и обеспечения безопасности горных работ по пылевому фактору на угольных шахтах возможно лишь при разработке комплексной системы управления пылевой обстановкой и действенного контроля запыленности воздуха в выработках, включающих снижение пылеобразующей способности угольных массивов, применение эффективных способов и средств борьбы с образующейся в процессе разрушения углей и пород пыли, организацию действенного периодического и постоянного пылевого контроля запыленности воздуха и учета пылевых нагрузок на организм горнорабочих, совершенствования системы управления пылевой безопасностью;

- эффективное снижение пылеобразующей способности угольных массивов возможно лишь путем нагнетания в пласт жидкостей с высокими смачивакнце-связывающими свойствами или гелеобразующими составами при учете фильтрационно-коллекторских свойств угольных пластов. Должны применяться способы управления процессом увлажнения угольных пластов, включая автоматическое регулирование параметров нагнетания с учетом гидравлического сопротивления пласта, применение эффективных и экологически чистых смачивателей и технологических схем, обеспечивающих заблаговременную подготовку массивов к выемке. Рациональные режимы регулирования параметров нагнетания обоснованы по принципу предельного рабочего давления, определяемого контактной прочностью угля, а система автоматизации процесса увлажнения реализуется в виде трехуровневой системы по принципу экстремального управления. Системы увлажнения должны обеспечивать эффективность не менее 80 %;

- применение гелеобразующих составов повышает эффективность пылеподавления и связывания отложившейся льши;

- синхронная подача орошающей жидкости в зону резания на след резца с давлением более 4,0 МПа обеспечивает эффективное пылеподавление и защиту от фрикционного искрения при работе выемочных и проходческих комбайнов;

- расход воды, подаваемой на резец для предотвращения фрикционного воспламенения метановоздушной смеси, зависит от скорости резания массива и находится в пределах 2,0-2,5 л/мин. Контактное и опережающее включение оросителей обеспечивает уменьшение расхода ноды н повышает надежность

работы всей системы. Система автоматического контроля концентрации метана в призабойнон зоне с принудительным отсосом исключает вероятность взрывов в подготовительных комбайновых забоях;

- эффективность пылеотсасывающих установок повышается управлением вентиляционными потоками и применением устройств, создающих вихревое течение запыленного воздуха на входе в пылеуловитель;

- действенный пылевой контроль должен основываться на периодическом замере запыленности рудничной атмосферы для оценки эффективности применяемого комплекса протавопылевых мероприятий и разрабатываемой новой горной техники как по общей массе, так и по тонким фракциям пыли. Одновременно должен осуществляться учет и регулирование пылевых нагрузок, регламентированных СанПиН 2.2.3.570-96, разработанного с участием автора;

- предупреждение профессиональных заболеваний пылевой этиологии и взрывов угольной пыли (управление пылевой безопасностью) в угольных шахтах должно быть системой и осуществляться путем объединения разрозненных мероприятий в единую систему целенаправленного воздействия на всех уровнях и этапах технологического процесса, а также человека, участвующего в этом процессе. Предложенная система управления пылевой безопасностью представлена комплексом нормативных правовых документов, инженерно-технических и организационных мероприятий по борьбе с пылью, контролю запыленности и учету пылевых нагрузок посредством разработанной информационной системы. Для ее реализации обоснован и разработан алгоритм выбора управляющих решений, направленных на снижение риска заболеваний пылевой этиологии на угольных шахтах.

Достоверность научных положений обоснована;

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

- удовлетворительной сходимостью результатов теоретических исследований, стендовых и промышленных испытаний (погрешность не более 15 %);

- положительными результатами промышленного внедрения разработанных систем.

Научная новюна работы заключается в следующем:

- установлены закономерности процесса взаимодействия нагнетаемой жидкости и обрабатываемого массива и обоснованы принципы управления нагнетанием жидкости в угольный пласт;

- теоретически обоснован способ управления процессом увлажнения угольных пластов;

- разработана физическая модель автоматизированного комплекса оборудования для нагнетания жидкости в пласт;

- на основании результатов экспериментальных исследований обобщены параметры средств пылсподавления в очистном забое и обоснованы принципы их регулирования;

- обоснованы параметры комплекса средств борьбы с пылью и защиты от фрикционного воспламенения метановоздушной смеси от искр трения для выемочных и проходческих комбайнов;

- впервые определены параметры гидрореактивных пылеподавителей и разработана на их основе система пылеподавления выемочного комбайна;

- разработан метод оценки эффективности пылеподавления с помощью гелеобразующих составов;

- обоснованы принципы управления пылевой опасностью в угольных шахтах;

- предложен алгоритм выбора управленческих решений по снижению опасных и вредных проявлений пылевой опасности;

- разработана информационная база данных по учету пылевых нагрузок и определения риска заболеваний пневмокониозом.

Личный вклад автора состоит:

- в разработке и внедрении новых средств борьбы с пылью и предупреждения пылеобразования в угольных шахтах;

- в обосновании и разработке способа управления процессом увлажнения угольных пластов и комплекса оборудования для его реализации;

- в разработке нормативных документов по организации системы пылевого контроля на угольных шахтах;

- в разработке системы управления пылевой обстановкой в забоях угольных шахт;

- в разработке и внедрении системы учета пылевых экспозиционных доз горнорабочих угольных шахт.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

- разработаны и внедрены новые способы и средства борьбы с пылью в угольных шахтах;

- разработан комплекс нормативных документов, регламентирующих мероприятия по борьбе с пылью и профилактике профзаболеваний пылевой этиологии;

- разработаны технические задания на комплекс оборудования для нагнетания жидкости в пласт и пылеподавления при работе выемочных и проходческих комбайнов;

- разработана система управления пылевой обстановкой в забоях угольных шахт;

- разработана и внедрена на угольных шахтах информационная система учета пылевых экспозиционных доз и оценки риска заболевания пневмокониозом.

Реализаиия работы. Полученные результаты и выводы по диссертационной работе использованы при разработке следующих

нормативных документов: «Руководство по борьбе с пылью и пылевзрывозащите на угольных и сланцевых шахтах», «Инструкция по комплексному обеспыливанию воздуха», «Инструкция по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок» и СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ», при разработке технических заданий на комплекс оборудования для нагнетания жидкости в пласт и пылеподавления при работе выемочных и проходческих комбайнов, а также при разработке и внедрении информационной системы учета пылевых экспозиционных доз.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и получили одобрение на заседаниях Ученого совета ВостНИИ, Технических советов угольных компаний «Кузбассуголь», «Кузнецкуголь», «Облкемеровоуголь», на научно-технической конференции «Результаты внедрения средств борьбы с пылью на угольных и горнорудных предприятиях Сибири и Дальнего Востока» (г. Кемерово, 1979 г.). Всесоюзной научно-технической конференции «Аэродисперсные системы и коагуляция аэрозолей» (г. Караганда, 1982 г.), научно-техническом совещании «Борьба с пневмокониозом в условиях Сибири и Дальнего Востока» (г. Иркутск, 1982 г.), I научно-методической конференции «Основные проблемы безопасности ведения горных работ» (г. Кемерово, 1987 г.), П научно-методической конференции «Основные проблемы безопасности ведения горных работ» (г. Кемерово, 1990 г.), П международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах» (г. Кемерово, 1998 г.), Всероссийском совещании по охране труда в угольной промышленности (г. Кемерово, 1999 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 нормативных документа, 63 печатные работы, в том числе 22 авторских свидетельства на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения, изложенных на 268 страницах машинописного текста, включая 44 рисунка, 26 таблиц, список использованных источников из 237 наименований.

Автор выражает искреннюю признательность научным консультантам профессору, доктору технических наук И.Г. Ишуку и доктору технических наук Г.А. Позднякову, а также доктору биологических наук В.В. Ткачеву и сотрудникам лаборатории борьбы с пылью ВостНИИ за помощь при выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В решение проблемы борьбы с пылью в угольных шахтах большой вкла^ внесли российские ученые П.Н. Тсрский, О.И. Чернов, И.Г. Ищук, Г.А. Поздняков, Б.Ф. Кирин, В.В. Ткачев, В.В. Кудряшов, Л.Я. Лихачев и др.

В первой главе приведен анализ состояния охраны труда в угольной промышленности, которая остается одной из основных отраслей экономики Кузбасса, обеспечивающей не только поддержание регионального бюджета, но и занятость трудоспособного населения. Основной задачей политики реструктуризации угольной промышленности, проводимой в последние годы, являлось закрытие убыточных угольных предприятий. В 1994 г. прекратили добычу угля 16 угольных шахт России, в 1998 г. - 51 шахта. При этом добыча угля в регионе остаегся на значительном уровне и составляет примерно 43 % общей добычи угля в России. С 1997 г. наблюдается стабильный рост добычи угля в Кузбассе и в целом по России. По сведениям «Росиинформугля» добыча угля по России за 6 месяцев 2000 г. составила 131.6 млн. тонн, (+7.02 млн. тонн), в Кузбассе - примерно 55 млн. тонн (+ 2.37 млн. тонн). Несмотря на это, кардинального улучшения финансового состояния предприятий отрасли не произошло. Остаются высокими показатели аварийности и производственного травматизма. В 1 квартале 2000 г. на угольных предприятиях России произошло 45 аварий (+»2 к 1 кварталу 1999 г.). Со смертельным исходом травмировано 47 человек (+ 21 человек к 1999 г.). С начала года в расчете на 1 млн. тонн добычи травматизм со смертельным исходом в целом по отрасли составил 0,68 чел., в т.ч. на подземном - 1,73, на открытом - 0,13. Уровень травматизма в Кузбассе в течение ряда лет остается превышающим средний показатель по Российской Федерации в 1,7-2 раза.

Уровень запыленности практически по всем угольным предприятиям значительно превышает предельно допустимые концентрации, а традиционные способы и средства пылемодавления не являются составной частью технологических процессов у1ледобычи и проведения подготовительных выработок, в связи с чем пылевая опасность остается крайне высокой. Проводимый в настоящее время на шахтах контроль запыленности рудничной атмосферы и пылевзрывоопасности горных выработок является малоэффективным.

В угольных шахтах условия труда характеризуются наличием целого ряда факторов, оказывающих вредное влияние на организм человека. К ним относятся: рудничная пыль, шум, вибрация, резкие перепады температур, повышенная влажность воздуха, необходимость работы в вынужденной позе, вредные газы и др. Воздействие указанных факторов вызывает профессиональные заболевания горнорабочих. Уровень профессиональной заболеваемости в Кемеровской области (13,69 чел. на 10 тысяч занятого населения) выше среднероссийского показателя и является самым высоким среди других регионов (рис.1).

В общем числе профессиональных заболеваний и профотравлений основную долю составляют хроиическне (98 %). Виды и нозологические формы профессиональной заболеваемости в полной мере отражают специфический характер и технологию производства п Кемеровской области. Более 92 % случаев заболеваний в 1999 г. приходится на четыре вида болезней: пылевые

заболевания органов дыхания - 34,0%, профессиональная нейросенсорная тугоухость - 25,7%, болезни мышц, связок и суставов 19,1%, вибрационная болезнь • 10,3%.

1993 1994 1995 199), 1917 I94* I999

Рис. I Уровень профессиональной заботеваемости, (чел. на Ю ООО занятого населения)

Среди других видов болезней зарегистрированы заболевания, связанные с токсическим воздействием различных химических веществ (2,9%), аллергические заболевания (1,1%) и др. (рис. 2).

1ST. 10%

Рис. 2 Профессиональная заболеваемость по нозологическим группам в 1999 г. (34 % - пылевые заболевания органов дыхания; 26 % - профессиональная тугоухость; 19 % - болезни мыши, связок, суставов; 10 % - вибрационная

болезнь; 11 % - яр.)

Комплексное обеспыливание воздуха в очистных и проходческих забоях угольных шахт предусматривает предупреждение пылеобразовання и подавление выделившейся в процессе работы комбайна пыли. К первым относятся совершенствование горных машин по пылевому фактору и профилактическая обработка угольного массива нагнетанием в пласг жидкостей. Ко вторым - обеспыливающее проветривание, различные способы орошения и пылеулавливание.

Одним из наиболее распространенных на угольных шахтах России методов предупреждения пылеобразования является профилактическая обработка угольных пластов жидкостями. В настоящее время разработаны, испытаны и внедрены различные технологические схемы и средства нагнетания жидкости. Однако существующее оборудование не обеспечивает требуемой эффективности увлажнения.

Обеспечение нормальных условий труда по пылевому фактору определяется в первую очередь эффективностью применяемых систем гидрообеспыливания. Наиболее распространенным и практически осуществимым во всех горнотехнических условиях способом борьбы с пылью является орошение. Однако существующие средства борьбы с пылью при работе комбайнов не позволяют обеспечить предельно допустимые концентрации запыленности рудничной атмосферы. Поэтому проблема дальнейшего совершенствования существующих и разработка высокоэффективных, более простых и надежных в работе средств пылеподавлеиия горных машин является актуальной и весьма важной.

В связи с вышеизложенным целью работы является разработка технологических основ системы управления пылевой обстановкой и действенного контроля запыленности в выработках угольных шахт для снижения заболеваемости горнорабочих пневмокониозами и обеспечения безопасности горных работ по пылевому фактору.

Во второй главе приведены результаты исследований по разработке способов и средств борьбы с пылью в забоях угольных шахт, позволяющие управлять пылевой обстановкой для предупреждения вредных и опасных последствий пылевой опасности.

При обосновании принципов управления процессом предварительного увлажнения угольных пластов проведен анализ режимов нагнетания жидкости, в результате которого получено дифференциальное уравнение, описывающее процесс нагнетания жидкости в угольный пласт

Режим нагнетания жидкости в пласт с помощью насосной установки с линейным регулированием параметров характеризуегся временем нагнетания жидкости в скважину

(О

и предельным значением суммарного объема поданной в пласт жидкости

V/' =

' нп

При нагнетании жидкости в режиме предельного рабочего давления увлажнение производится до тех пор, пока подача жидкости в скважину не сократится до нуля, т.е. /—g-mm. Исходя из этого условия, получены предельные значения времени, затраченного на обработку скважины, и суммарного объема жидкости

где ч - темп нагнетания; Р0 - начальное давление нагнетания; Р„р - предельное давление нагнетания; X - коэффициент пропорциональности; - предельный объем поданной в скважину жидкости; I - время нагнетания жидкости в скважину.

Сравнительные исследования полученных соотношений показали, что предельное значение суммарного объема поданной в пласт жидкости при увлажнении в режиме линейного регулирования на 15-20 % ниже, чем в режиме регулирования по предельному рабочему давлению. В то же время наблюдается увеличение времени на обработку скважины на 10-15 %, что позволяет сделать вывод о необходимости реализации в нагнетательной установке принципа регулирования параметров по предельному рабочему давлению. Для осуществления подобного режима регулирования были разработаны критерии задания предельного давления нагнетания.

Для задания предельного давления был выработан параметр контактной прочности угля. В процессе решения задачи учитывалось, что при движении штампа коэффициент интенсивности напряжения равен вязкости разрушения материала К,с и определяет конфигурационный поток диссипации энергии твердого тела в начало координат Г„

(4)

(6)

здесь V - энергия деформации единицы объема; п» л, - составляющие орта внешней нормали к контуру.

Принимая за контур Е профиль поверхности штампа, т.е. треугольник с основанием [-а,а] по оси х и применяя теорему о вычетах, получена сила лобового сопротивления движению штампа (контактная прочность).

(7)

где К/с - интенсивность напряжений; Е - модуль Юнга. Здесь в соответствии с теоремой Коши Р„ - сумма Г - вычетов при обходе углов штампа: первое слагаемое - Г - вычет при обходе точки (0,Ь), второе Г - вычет при обходе бесконечно удаленной точки.

Таким образом, анализ задачи о вдавливании жесткого штампа в упругую полуплоскость показал, что контактная прочность материала однозначно описывается напряженным состоянием материала и его прочностными свойствами на разрыв.

Для обоснования выбора способа нагнетания жидкости в пласт рассмотрена задача одноосного деформирования образца для двух типов прилагаемых к нему нагрузок: статическое нагружение образца е = 10 ...10'2 с'1, что соответствует времени приложения нагрузки I ~102 с); динамическое нагружение образца(е =102...Ю с"1, т.е. 1=10'3...106с).

Исследование полученных зависимостей показало, что в интервале значений модуля упругости от 7 106 до 1,8 10'5 МПа значения прочности на разрыв при статическом и динамическом нагружении образцов совпадают. При прочности образцов более 1,4 МПа параметры прочности при динамическом нагружении значительно превышают эти же параметры, получаемые при статическом нагружении. Это позволяет конкретизировать области применения статического и импульсного способов нагнетания жидкости в пласт. Импульсное нагнетание целесообразно проводить только на' пластах при значении прочности на разрыв угля свыше 1,4 МПа. В случае слабой гидропроводности пластов можно поднять давление нагнетания за счет применения импульсов давления жидкости на значительно больший уровень, не допуская гидроразрыва пласта. И это, соответственно, ведет к увеличению эффективности предварительного увлажнения угля в массиве.

В результате проведенных экспериментальных исследований установлены зависимости контактной прочности Я, от прочности на разрыв 8Р.

Определена зависимость контактной прочности от напряженного состояния образцов. Анализ полученных данных показывает, что независимо от предела прочности образцов на разрыв величина контактной прочности с увеличением нагрузки сжатия на образец возрастает. Изменение контактной прочности угля с увеличением нагрузки подчиняется следующему закону

где Р„0 - значение контактной прочности образца без нагрузки; 5СХ -напряжение сжатия образца.

Анализ динамики разрушения при испытаниях угольных образцов показал, что при статическом нагруженни разрыв образца происходит за более длительное время, чем при динамическом, и при меньших значениях предела прочности на разрыв. Прочность на разрыв является одним из важных прочностных показателей, так как разрушение горных пород, в том числе гндроразрыв пласта, чаще всего происходит под действием растягивающих напряжений. По полученным данным определено соотношение показателей прочности для статического и динамического разрушения (рис. 3).

Определены оптимальные параметры импульсов давления: частота 100-120 Гц, амплитуда 8-10 МПа и целесообразная область применения импульсного нагнетания о зависимости от скорости фильтрации при статическом и импульсном нагнетании жидкости 1,2-1,4 МПа.

В результате исследований проведено обоснование принц/шов управления процессом предварительного увлажнения. Разрабатываемая модель системы управления должна решать следующие задачи:

- подсистема контроля и регулирования параметров нагнетания (давления Р и подачи д) должна обеспечить выведение объекта в требуемое состояние (РУ). т.е. осуществлять выбор оптимального давления нагнетания (с помощью систем обратной связи), воспроизведение его насосной установкой, поддержание его постоянным на протяжении всего цикла увлажнения путем контроля и регулирования подачи насоса (увеличение давления Р должно вести к уменьшению подачи насоса q на величину, достаточную для обеспечения снижения давления до заданного уровня Р*. Тип управления в заданной подсистеме реализован в виде регулирования по отклонению;

- основная задача функционирования подсистемы контроля экстремального управления насосной установкой заключается в минимизации вероятности возникновения гидроразрыва пласта и максимизации эффективности процесса увлажнения, предусматривающей выбор способа увлажнения (импульсный, многократный), т.е. управление параметрами установки осуществляется таким образом, чтобы существовала возможность автоматически ликвидировать последствия гидроразрыва пласта, и в заданном по установленному интервалу значений регулируемых параметров установш обеспечить автоматический выбор оптимального (с точки зрения эффективности нагнетания жидкости в пласт) способа увлажнения. Таким образом, теоретически в данной подсистеме должен быть реализован принцип экстремального управления (настройка).

Принципиальные теоретические различия приведенных двух систем (подсистем) заключаются в следующем:

1. В основе системы регулирования по отклонению заложена монотонная характеристика объекта, тогда как система экстремального управления предусматривает соответственно и экстремальную характеристику.

Рис. 3 Соотношение показателей прочности. 1,2- импульсное и статическое значения соответственно.

2. Для обеспечения функционирования синтеза управляющего устройства первой системы достаточными предварительными сведениями о работе установки является характер изменения выходной функции, тогда как во второй системе достаточно знать характер искомого экстремума, т.е. максимум для значения импульсного нагнетания, минимум подачи для включения многократного нагнетания и минимум давления для отключения установки в случае гидроразрыва пласта (физический смысл синтеза предварительных сведений для последней системы заключения в максимизации эффективности процесса нагнетания жидкости в массив по минимуму подачи для многократного нагнетания и достижения Р^сога! для импульсного). Очевидно, что невязка, которая может быть представлена гидроразрывом пласта (резким падением давления нагнетания) должна быть минимизирована во избежание различного рода негативных последствий продолжения нагнетания в данном случае.

3. Цель в процессе регулирования по отклонению численно определена и конкретна. В начале процесса увлажнения достаточно строго задается предельное давление нагнетания, т.е. такое состояние системы, в которое должен быть приведен выход объекта. Установка должна работать в заданном режиме предельного давления, обеспечивать лишь только регулирование подачи. Во второй же системе цель не определена, а выражена косвенным

образом в виде требования минимальности или максимальности в выходных параметрах установки.

4. Многомерный объект регулирования по отклонению должен иметь число выходов т не менее чем число вводов п (т>п). В данном случае двухуровневая система получает информацию на входе о величине предельного давления, а на выходе синтезируется и контролируется информация о поддержании на определенном уровне предельного давления и регулировании подачи, чем выполняется условие о соотношении числа входов н выходов (ш=2, п=1). В системе экстремального управления каждый уровень системы должен иметь только один выход вне зависимости от числа входных параметров.

5. Характер управления двух систем отличается тем, что в первом случае происходит непрерывное слежение за целью (величиной предельного давления), тогда как во втором - система обеспечивает целенаправленный поиск путей повышения эффективности проводимого процесса.

Разработаны исходные требования к системе автоматизации процесса предварительного увлажнения угольного массива, предусматривающие автоматический выбор способа нагнетания а зависимости от прочностных свойств угольного пласта, регулирование параметров нагнетания и защиту на случай гидроразрыва пласта. Определены оптимальные конструктивные параметры элементов системы управления. Разработана физическая модель системы управления процессом предварительного увлажнения угля в массиве (а.с.№ 154448,1587998,622988). Разработаны Техническое задание и Технические условия на нагнетательно-импульсную установку УНИ. Опытные образцы установки прошли стендовые и промышленные приемочные испытания в Кузбассе и установка рекомендована к серийному производству.

Общий вид насосном установки УНИ, снабженной системой управления процессом увлажнения угольного массива приведен на рис. 4. Установка состоит из следующих основных частей: высоконапорного насоса 1 с электроприводом 2, закрепленных на раме 3 и соединенных при помощи муфта 4; регулятора подачи 5; блока задания параметров 6; герметизатора скважин 7; контактного блока 8 и устройства образования импульсов 9.

Нагнетательная установка в целом работает следующим образом. Регулятор подачи 5, снабженный контактным блоком 8 присоединяется к всасывающему и нагнетательному патрубкам насосной установки 1. Магистралями напорного давления и обратной связи регулятор подачи соединяется с блоком задания параметров 6, который вместе с герметизатором 9 и- устройством образования импульсов 7 помещается в скважину. В начале нагнетания насосная установка работаете максимальной подачей.

Дальнейший режим работы насосной установки зависит от свойств обрабатываемого угольного массива и обеспечивается системой управления процесса увлажнения. Если предельное давление нагнетания менее 12 МПа, то блок задания параметров при достижении этого давления отсекает магистраль обратной связи от напорного давления. С этого момента в следящем

Рис. А Общий вид нагнетательно-импульсиой установки с системой

управления.

гидроцилиндре регулятора подачи постоянно сравнивается текущее значение давления нагнетания в одной его полости с заданным предельным давлением в другой. При повышении текущего значения над заданным равновесие поршня гидроцилиндра нарушается и регулятор подачи снижает количество подаваемой на всасывающий патрубок насосной установки жидкости. В результате этого уменьшается подача насосной установки и сохраняется заданное рабочее давление нагнетания жидкости. Осуществляется регулирование параметров нагнетания жидкости в пласт по принципу предельного рабочего давления. В этом случае, если к моменту снижения подачи насосной установки до минимального значения произошло достаточное насыщение угольного массива жидкостью, насосная установка отключается, давление жидкости сбрасывается и система приходит в исходное положение. Если же, вследствие низкой гндропроводности пласта, снижение подачи установки до минимального значения произошло слишком быстро и нет достаточного насыщения массива, включается система многократного нагнетания жидкости. В нижнем положении поршня следящего гидроцилиндра в контактном блоке размыкается цепь управления электродвигателя насосной установки. Привод установки выключается, и она переходит в «ждущий» режим. Жидкость в скважине запирается обратным клапаном, и пласт находится под воздействием статического давления жидкости при нулевом расходе. Когда за счет фильтрации жидкости в пласт давление в скважине падает, поршень следящего гидроцилиндра смещается из крайнего положения и в контактном блоке снова замыкается цепь управления пускателя, включая в работу насосную установку. Производится многократное нагнетание жидкости в скважину. В то же время в течение всего процесса увлажнения постоянно подключена система зашиты на случай гидроразрыва пласта. При возникновении гидроразрыва давление в скважине и напорной магис1рали

резко падает и поршень следящего гидроцилиндра перемещается в крайнее верхнее положение. В этом случае в контактном блоке обесточивается цепь питания электродвигателя и нагнетание в данную скважину полностью прекращается.

Для случая, когда угольный пласт представлен крепким углем с низкой проницаемостью, что определяется автоматически, в системе предусмотрена возможность включения импульсного режима нагнетания. Включение в работу устройства образования импульсов происходит при повышении жидкости в скважине более 12 МПа и при отсутствии в этот момент регулирования параметров нагнетания, т.е. при максимальной подаче насосной установки. В этом случае в системе срабатывает настроенный нп данное давление преобразователь потока, в результате чего в скважине создаются гидроударные импульсы. Такие импульсы способствуют ослаблению утольного массива и образованию сети трещин в околоскважинной области, что повышает проницаемость пласта и степень его насыщения жидкостью. Отключение преобразователя и прекращение импульсного режима нагнетания происходит в двух случаях: при уменьшении давления в скважине (и тогда возможно повторное включение импульсного режима) или при срабатывашш блока задания параметров нагнетания и уменьшении подачи насосной установки (в этом случае применение импульсного режима в дальнейшем не требуется).

Таким образом, насосная установка, снабженная системой управления процессом увлажнения, обеспечивает в зависимости от свойств угольного пласта выбор и поддержание следующих режимов нагнетания жидкости:

- нерегулируемое нагнетание с максимальной подачей жидкости;

- нагнетание с регулированием параметров но принципу предельного рабочего давления;

- многократное нагнетание жидкости в скважину;

- импульсное нагнетание с образованием в скважине гидроударных импульсов;

- защиту на случай гидроразрыва.

Для реализации подсистемы управления запыленностью воздуха в очистном забое была предложена схема регулирования расхода воды в зависимости от положения рабочего органа комбайна в пространстве. Оросительная система комбайна с установленным на качалке следящим приводом выполнена в виде оросителей, объединенных в независимые друг от друга распределительные секции. В зависимости от схемы работы комбайна происходит переключение линий орошения шнеков регулятором расхода воды.

Результаты работы использованы при разработке технических задании «Аэрогндродинамическая система обеснылнвання для выемочных комбайнов типоразмера ПУ 16, ПУ 20» и «Очистной комбайн с системоь пылевзрывозащнтного орошения КШЗП».

В качестве одного из направлений повышения эффективности орошения, в ВосгНИИ был р.тфлботан гидрореактипный лылеподавитель ПГР, нашедший

широкое применение в угольных шахтах. Для изучения параметров факела орошения гидрореакгивного пылеподавления были проведены аналитические и экспериментальные исследования.

Рассматривалась водовоздушная струя, образующая в результате вращения трубки малого диаметра с бесконечно большой скоростью, из которой истекает жидкость со средней расходной скоростью у0. Рассматриваемая струя характеризуется постоянной интенсивностью (потоком импульса) /, которая определяется следующим образом:

/ = 2яЛ2}(Пмсо50-Пяв8»п6>)ш1Ю0 (8)

о

где

П^^+р-ЗМъШ

где уе, V,,, V* - радиальная, тангенциальная и осевая составляющие скорости потока, соответственно; р - давление жидкости; р - плотность жидкости; ц -динамическая вязкость жидкости; К,9 - сферический радиус и угол.

В результате проведенных аналитических исследований получена следующая характеристика »(секционной способности такой струи

М-гГ

(3=2п-у-г

}П

(9)

которая позволяет определить величину эжекции воздуха в струю. Наиболее характерной чертой найденных решений является возникновение приосевого обратного тока. Для нахождения числа Рейнольдса, при котором наблюдается такая картина течения, необходимо выяснить связь числа Рейнольдса с потоком импульса струи /. В результате анализа было получено следующее выражение

/ = 2р V

КйЧпл (К)

2)

На основании изложенного определена возможность расчета параметров оросительного факела гидрореактивного нылеподавителя.

Были установлены оптимальные конструктивные и рабочие параметры гидрореактивных мыленодавигелей, на базе которых разработана система пылеподавления выемочного комбайна К-10. Шахтные испытания гидрореактивной системы пылеподавления выемочных комбайнов подтвердили ее работоспособность, эффективность и надежное! ь применения.

До настоящего времени па уюльных шахтах России более 70 % очистных комбайнов используется без системы нэрывшащитного орошения, несмотря на неблагоприятные но породам факторы. Вследствие мою ВостНИИ разработана специальная оросшельная система, согласованная с Кузнецким управлением

г

Госгортехнадзора России, основным компонентом которой является ороситель ОК-3. Факелы, образуемые оросителями на комбайне (рис.5), взаимодействуя с поверхностью в точках пылеобразования и метаковыделения, эжектируют газовую среду, удаляют метан из мест возникновения искр трения и смачивают пыль, препятствуя ее выделению в атмосферу выработки. Система позволяет на 90 % снизить запыленность воздуха на рабочем месте машиниста комбайна и, совместно с вентиляцией, уменьшить концентрацию метана до безопасного уровня. Кроме того, к достоинствам данной системы следует отнести низкую вероятность засорения оросителей.

Рис.5 Схема установки оросителей ОК-3 на очистном комбайне.

Как одно из перспективных направлений борьбы с пылью рассматривался способ пылеподавления с помощью гелеобразующих составов. Гели -твердообразные дисперсные системы, характеризующиеся пространственной структурой, образуются в результате потери коллоидной системой текучести. При гелеобразованин частицы твердой фазы в процессо кинетического движения сталкиваются и сцепляются друг с другом определенными участками, в которых толщина сольватной оболочки наименьшая. Рыхлые сетки постоянно захватывают весь объем золя при переходе его в гелеобразное состояние. Дисперсная среда полностью иммобилизуется, благодаря чему система теряет текучесть. Следовательно, гелеобразошнше обуславливается не слиянием сольватных слоев, а образованием сетчатых структур за счет взаимодействия активных катионов частиц дисперсной фазы. В предельном случае гель образуется в результате коагуляции золей без расслоения с отверждением первоначально жидкой системы в целом (гелеобразование как развитие коагуляционной структуры). На процесс гелеобразования, кроме формы частиц, влияют концентрация, температура, время, присутствие электролитов. В предельном случае гель образуется в результате коагуляции золен без расслоения с отверждением первоначально жидкой системы в целом.

Одним из компонентов геля, как правило, является раствор щелочных силикатов, в основном метасипикатов. Химический состав жидкого стекла, используемого в конкретном случае выражается формулой Л20 п5/02, где Я,0-это N(1,0 или К20. В процессе исследований было использовано натриевое жидкое стекло со следующими характеристиками: концентрация - 25,3 %; удельный вес - 1,347 г/см3.

В качестве второго гелеобразующего компонента использовался сульфат аммония, который имеет ряд недостатков по сравнению, например, с хлоридом кальция. Во-первых, мицеллы сульфатов имеют шарообразную форму, что предопределяет необходимость большой концентрации для малого времени гелеобразования; рабочая концентрация сульфата аммония была 7 %; во-вторых, в процессе гелеобразования в атмосферу выделяется аммиак, что затрудняет его использование в закрытых помещениях.

Капля геля существенно отличается от первоначально образующих ее капель растворов гелеобразующих компонентов. Отличие наблюдается, во-первых, в плотности средл, во-вторых, в структуре - существенно изменяется форма из шаровидной до форм абсолютно неправильной геометрии с ярко выраженной рыхлой сетчатой структурой. На этапе захвата пылинки каплей наибольшее влияние оказывают силы адгезии и лобового сопротивления при аэродинамическом обтекании частицы потоком жидкости. Механизм действия этих сил в каплях геля значительно более эффективен в связи с уменьшением поверхностного натяжения капли. Эффективность захвата пылинки каплей геля по сравнению с каплей жидкости объясняется в основном процессами, происходящими в капле в момент образования геля. В результате интенсивного перекачивания дисперсной среды по каналам в капле пылинки при соприкосновении быстрее внедряются и обволакиваются (в зависимости от соотношения размеров) каплей геля. Следует отметить, что при смешивании капли раствора сульфата аммония с угольной пылью, увлажненной жидким стеклом, наблюдается коагуляционное структурообразование в капле, несколько отличное от гелеобразования при смешивании капель двух гелеобразующих растворов. Структурообразование происходит в основном вокруг увлажненных пылинок, которые являются ядром каждой вновь образованной структуры.

На основании проведенных исследований микроструктуры и процессов в каплях при образовании гелей были предложены способы применения гелеобразующих составов для борьбы с пылью в угольных шахтах. Первый способ заключается в раздельной подаче в оросительный факел, направленный на места пылеобразования, водных растворов гелеобразующих компонентов (а.с. № 1350369). Для реализации данного способа был разработан комплекс оборудования, включающий в себя насосную установку, рукава для подачи жидкостей, дозаторы компонентов гелеобразующих составов и оросители. Второй способ пылеподавления с использованием гелеобразующих составов основан на сочетании увлажнения угля в массиве и орошения выделяющейся

при разрушении угля пыли. Испытания на стенде показали высокую (свыше 90 %) эффективность улавливания и связывания отложившейся угольной пыли.

Для предотвращения фрикционного воспламенения метана и борьбы с пылью при работе проходческих комбайнов разработана комплексная система контактного секторного вихревого орошения, способная предотвращать фрикционное воспламенение метана при расходе воды 2,0-2,5 л/мин на резец с эффективностью пылеподавления 90-95 %. Система орошения работает следующим образом: при контакте с массивом включающий резец (рис. 6) перемещается в осевом направлении и своим основаниеи воздействует на шток клапана, открывая тем самым проход для воды из внутренней полости резцовой коронки по водоводу к бонке с оросителем.

Рис. 6 Общий вид резцовой коронки с секторным вихревым орошением: 1 - резцовая коронка; 2 - внутренний водовод в коронке; 3 - бонка с форсункой; 4 - включающий резец.

Общий вид комплексной системы пылеподавления и предотвращения фрикционного воспламенения метана на проходческом комбайне ГПКС представлен на рис. 7.

Разработанная система дублирующей защиты от взрывов метановоздушной смеси за счет контроля концентрации метана в призабойном пространстве отключает электродвигатель привода исполнительного оргрна комбайна при концентрации метана в отсасываемом воздухе 2 % в течение 2-3 с при производительности побудителя тяги не менее 20 л/мин и диаметре воздуховода 8-10 мм. Промышленными испытаниями установлено, что эффективность пылеподавления с применением контактной секторной вихревой взрывозащитной системы орошения находится в тех же пределах, что и заводской системы внутреннего орошения (90-95 %), но при значительно

меньшем (в 1,6 раза) расходе орошающей жидкости. По результатам исследований разработаны технические задания: «Комплексная система защиты от фрикционного воспламенения метана воздушной смеси в зоне резания исполнительного органа проходческого комбайна КЗВН-1ГПКС» и «Система контактного секторного вихревого взрывозащитного орошения резцовой коронки проходческого комбайна». Разработаны рабочие чертежи и изготовлен экспериментальный образец резцовой коронки с системой внутреннего контактного секторного вихревого орошения на Копейском машзаводе им. С.М. Кирова.

Рис. 7 Общий вид комплексной системы пылеподавления.

Теоретические и экспериментальные исследования показали возможность повышения эффективности пылеотсасывающих установок за счет управления вентиляционными потоками и применением устройств, создающих вихревое течение запыленного воздуха на входе в пылеуловитель

Таким образом, в результате исследований проведено обоснование технологических основ комплекса средств борьбы с пылью и защиты от фрикционного воспламенения метановоэдушной смеси при ведении горных работ для реализации системы управления пылевой обстановкой в выработках угольных шахт.

В третьей главе приведены сведения о разработанной нормативной базе по управлению и оценке пылевой опасности в забоях угольных шахт.

Промышленные пыли и аэрозоли, содержащиеся в воздухе рабочей зоны, являются одним из наиболее неблагоприятных факторов производственной среды, который может обусловить развитие отклонений в состоянии здоровья рабочих. Современное состояние пылевого контроля нуждается в совершенствовании его методологических п организационных основ,

связанных как с принципами гигиенического нормирования промышленной пыли, так и с настоятельной необходимостью технического развития и совершенствования приборного парка. Исходя из этого и в связи с отменой действия в 1998 г. «Руководства по борьбе с пылью и пылевзрывозащите на угольных и сланцевых шахтах», возникла настоятельная необходимость в разработке комплекса нормативных документов, регламентирующих процедурные и организационные мероприятия, обязательные для угольных предприятий, касающиеся пылевого режима.

При разработке нормативной базы необходимо было учесть вопросы борьбы с пылью как в инженерно-техническом, так и в гигиеническом плане, ' т.е. рассмотреть следующие моменты:

- осуществить выбор основного показателя, на основании которого можно регламентировать мероприятия по борьбе с пылью и предупреждению пылеобразэвания;

- предусмотреть диапазоны изменения параметров пылеподавления при основных производственных процессах;

- регламентировать порядок определения и уточнения параметров пылеподавления;

• - выбрать базовую методику по оценке пылевой нагрузки;

- определить качественную структуру пылевого контроля на угольных предприятиях;

- установить необходимую периодичность и взаимосвязанность типов пылевого контроля;

- определить ответственность по организации работ и контролю качества применяемых мероприятий. ,

По результатам анализа последних достижений в области гигиены труда и борьбы с пылью, были разработаны три основных нормативных документа, обязательных к использованию на угольных шахтах: «Инструкция по комплексному обеспыливанию воздуха», «Инструкция по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок» (РД 05-94-95) и СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ». Следует отметить, что разработка данных нормативных документов осуществлялась в рамках отраслевых научно-исследовательских работ, выполняемых большим авторским коллективом, в который входили представители Минтопэнерго РФ, Госгортехиадзора России, ВостНИИ, ИГД им. A.A. Скочинского, НИИ медицины труда РАМН. i

В рамках рассмотрения первой стороны проблемы (инженерно-технической) были разработаны две инструкции к «Правилам безопасности в угольных шахтах»: «Инструкция по комплексному обеспыливанию воздуха» и «Инструкция по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок».

При разработке «Инструкции по комплексному обеспыливанию воздуха» решены следующие основные задачи:

- осуществлена регламентация мероприятий по борьбе с пылью и предупреждению пылеобразования в соответствии с величиной удельного пылевыделения; '

- регламентированы параметры пылеподавления при основных производственных процессах;

- регламентирован порядок определения и уточнения параметров пылеподавления;

- определена персональная ответственность по организации работ и контролю качества применяемых мероприятий.

«Инструкция по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок» является нормативно-методическим документом к § 259 ПБ и СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ». В основу данной инструкции положены многочисленные разработки, выполненные ВостНИИ, ИГД им. A.A. Скочинского, НИИ медицины труда РАМН, относящиеся к теории и практике обеспечения и организации пылевого контроля.

В инструкцию вошли последние наработки в области гигиенического нормирования пыли в России, в соответствии с которыми учету подлежит вся ингалируемая пыль размером менее 74 мкм, способная вызвать заболевания пылевой этиологии (пневмокониоз, пылевые бронхиты и пр.). При этом основным методом контроля концентрации пыли в воздухе рабочей зоны является гравиметрический метод (в мг/м3 по общей массе пыли). В зависимости от целей регламентировано проведение следующих видов контроля: производственного, контроля пылевой нагрузки (осуществляется угольными организациями), государственного и общественного контроля (осуществляется специализированными лабораториями, аккредитованными в установленном порядке). »

Для гигиенического контроля НИИ медицины труда РАМН совместно с ИГД им. A.A. Скочинского и ВостНИИ разработан СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ», позволивший наиболее полно и конструктивно решить проблему организации и регламентации учета пылевых экспозиционных доз и риска заболеваний пылевой этиологии горнорабочих.

В России принципы гигиенического нормирования пыли остаются на протяжении последних десятилетий неизменными. Основной среди них, учитывающий специфику именно пылевого фактора - признание ведущей роли в возможном развитии заболеваний всей массы пыли, содержащейся во вдыхаемом воздухе. Поэтому нормирование и контроль пылевого фактора в России осуществляется по гравиметрическим показателям (мг/м3), а не по коннметрмчсскнм. Известные фактические данные о том, что наиболее долго задерживаются в легких частицы до 8 мкм по массовому аэродинамическому диаметру, приведенному к диаметру частиц с плотностью, равной единице, были положены в основу нормирования пыли и развития приборов по

пылевому контролю за рубежом (приборы, разделяющие пыль на учитываемую тонкую и не учитываемую грубую фракции). При этом, например, в Германии верхняя граница учитываемой дисперсности респирабельной фракции равна 8 мкм, в США - 5 мкм. Однако в России, как было отмечено выше, основным, измеряемым и контролируемым показателем промышленных пыли и аэрозолей, является их массовая концентрация, выражаемая в мг/м3, без разделения пылевого потока на фракции в зависимости от дисперсности пылевых частиц.

Правильность учета массы пыли, проходящей и накапливающейся в органах дыхания, подтверждается при дальнейшем рассмотрении и использовании зависимости типа «доза - эффект». При этом с одной стороны, возникает необходимость характеризовать пылевые нагрузки на органы дыхания, а с другой - появляется возможность на основе более рациональной, чем оценка уровней запыленности по максимальным разовым концентрациям, характеризовать взаимосвязь между действием пылевого фактора и вызываемыми им отклонениями в состоянии здоровья горнорабочих. Все это обуславливается еще и тем, что для характеристики запыленности рудничной атмосферы уже недостаточно знания только лишь максимальных разовых • концентраций, которые дают приблизительную картину реальной пылевой обстановки в забое. Для профилактики возможных пылевых заболеваний и более четкой организации противопылевых мероприятий необходимо уже не только знание среднесменных концентраций пыли на каждом рабочем месте, но и отработка критериев, учитывающих специфические вредности ныли различных групп аэродинамических диаметров.

Все изложенное предполагает разработку новой концепции безопасного ведения горных работ по пылевому фактору, которая должна включать отработку новых критериев оценки пневмокониозоопасности, возможные отклонения от ПДК и необходимые увязки этих отклонений с комплексом мероприятий по борьбе с пылью и правовыми нормами. Разработка новой нормативно-правовой системы потребует и нового подхода к организации пылевого контроля на рабочих местах в шахте.

Наиболее распространенные в европейских угольных шахтах средства пылеизмерительиой техники представлены двумя приборами: гравиметрическим прибором CIP 10 для индивидуальных измерений пылевой нагрузки (используются во Франции, Польше, Германии) и экспресс-пылемер ТМ data (Германия). Из стационарных систем в последние годы интерес представляет стационарная установка для измерений концентрации тонкодисперсной пыли FMA TMS 1. В измерительном приборе CIP 10 предусмотрен селективный отбор пробы с отделением тонкодисперсной фракции. Прибор выполнен во взрывобезопасном исполнении, нечувствителен к вибрациям и неблагоприятным рабочим положениям.

Экснресс-пылемер ТМ data оснащен микропроцессорной техникой и может регистрировать в памяти (в режиме реального времени) для периода

замеров от 5 с до 8 ч до 1000 независимых значений и более 4000 отдельных, значений концентрации тонкодисперсной пыли.

Фундаментальные исследования и многочисленные примеры использования этого прибора на каменноугольных шахтах Германии подтвердили его высокую надежность и преимущества по сравнению с другими приборами. Прибор обязателен для определения индивидуальной пылевой нагрузки горнорабочих на шахтах Германии. В 2000 г. прибор сертифицирован в России и имеет допуск для эксплуатации в угольных шахтах. В настоящее время на угольных предприятиях Кузбасса эксплуатируется более 40 экспресс-пылемеров ТМ data

Система предупреждения пиевмокониоза должна распространяться на горнорабочих всех производственных процессов, связанных с пылеобразованием и пылевыделеиием на угольных предприятиях. При этом основным объектом контроля должен являться воздух рабочей зоны и, исходя из его параметров, необходимо введение расчетных методов по установлению индивидуального пылевого отягощения. В основу системы определения индивидуальной пылевой нагрузки положены многочисленные исследования, проводимые на протяжении ряда лет ИМТ АМН РФ под руководством профессора В.В. Ткачева, в результате которых установлен новый параметр для определения расчетного риска заболевания пневмокониозами -предельная пылевая экспозиционная доза (ПЭД). Предельная экспозиция соответствует предельному стажу работы в контакте с пылью, т.е. риску заболевания 5 %. Для расчета риска заболевания пневмокониозами используется значение интегрального показателя линейной дискриминантной функции. Значения персональных экспозиционных доз работающих в контакте с породной, углепородной, антрацитовой и каменноугольной пылью не должны превышать значения ПЭД, приведенных в «Гигиенических требованиях к предприятиям угольной промышленности». При этом для работающих в условиях • превышения ПЭД аэрозолей необходимо создать о систему учета основных факторов риска заболеваний, регулирования и хранения в течение 40-50 лег данных по персональным пылевым дозам.

Предложенная методика оценки риска заболевания пневмокониозом в 1996 г. прошла апробацию на шахтах Кузбасса. При испытаниях отбирались образцы пыли с отрабатываемых пластов шахты «Распадская» - пласты: 6-6а (блок 5-5а и 4); 7-7а (блок 4 и5-5а), 9 (блок 4), 10 (блок 4) и 11 (блок 4-5-5а). Замеры запыленности приборами АЭРА и ТМ data проводились в кажде м случае в течении 4 мин. В процессе испытаний проведено около 540 замеров (выборочные результаты приведены в табл. 1.). Анализ полученных в результате стендовых испытаний данных показал, что линейность пересчетного коэффициента наблюдается в диапазоне концентраций для угольной пыли до 1100 мг/м\

Таблица 1.

Результаты стендовых сравнительных замеров запыленности воздуха.

л» пробы Показания ТМ data, мг/м1 Показания АЭРА, mi/mj Скорость воздуха, м/с Место отбора проб

1. 18,4-20,4 215-280 4 пл.6-6а, бл.5-5а

2. 7,85-6,75 155-105 2 пл.б-ба, бл.5-5а

3. 2,59-10,48 65-190 2 пл.9-10, бл.5

4. 7,65-9,18 165-225 4 пл.9-10, бл.5

5. 3,58-84,98 125-1030 • 4 пл.7-7а, бл.4

6. 18,35-25,64 300-345 2 пл.7-7а, бл.4

7. 19,35-44,82 245-705 2 пл.б-ба

8. 8,00-35,09 165-520 4 пл.б-ба

9. 9,40-22,18 160-330 2 пл.7-7а

10. 11,79-18,42 170-430 4 пл.7-7а

11. 6,76-11,56 110-255 4 пл.9, бл.4

12. 7,25-10,25 170-270 2 пл.9, бл.4

13. 23,34-32,70 405-665 2 пл. 10, бл.4

14. 22,88-41,29 395-685 4 пл. 10, бл.4

По результатам стендовых замеров получены градуировочные характеристики для прибора ТМ data, которые (по данным института Госстандарта ВНИИМ им. Д.И. Менделеева) могут быть использованы для пересчета показаний экспрес-пылемера на общую массу пыли в условиях угольных пластов шахты «Распадская».

Замеры запыленности воздуха на шахте Распадская проводились в лавах № 4-7-21 и 3-3 (пласт 3, блок 3). Учет индивидуальных пылевых .нагрузок проводились в течении шести месяцев. Выборочные результаты приведены в табл.2.

Таблица 2.

Результаты замеров запыленности воздуха в лавах Jfe 4-7-21 и № 3-3

м пп Показания ТМ data, мгУч1 Запыленность по A>PA,miW Технологический цикл Мссго отбора проб воздуха

Лава №3-3

1. 4,52-15,75 75-270 Передвижка крепи машинист комбайна

2. 14,03-2,96 65-240 Передвижка крепи машинист крепи

3. 6,21-8,19 75-150 Зачистка лавы машинист комбайна

4. 2,52-4,97 50-65 Зачистка лавы , машинист крепи

5. 4,06-8,93 50-125 Выемка угля ! машинист крепи

6. 6,51-14,47 80-245 Выемка угля машинист комбайна

7. Т" 3,99-14,32 60-245 Выемка угля помощник машиниста комбайна

0,83-2,98 15-45 Выемка угля горнорабочий на пересыпе

Продолжение таблицы 2.

Л пп Показания TM dala, мг\м! Запыленность по АЭРА,мг\м3 Технологический цикл Место отбора проб воздуха

Лава № 4-7-21

9. 1,25-14,42 45-275 Передвижка крепи машинист крепи

10. 3,04-3,65 85-90 Передвижка крепи машинист комбайна

11. 14,6-60,2 250-1075 Выемка угля машинист комбайна

7,51-18,1 120-3Ó0 Выемка угля помощник машиниста комбайна

12. 4,1-6,8 40-130 Выемка угля горнорабочий на пересыпе

9,88-23,01 220-300 Зачистка лавы машинист комбайна

13. 5,14-6,57 105-135 Зачистка лавы помощник машиниста комбайна

14. 19.24-80,88 325-1575 Передвижка конвейера и крепи машинист крепи

15. 9,1-54,14 155-890 Передвижка конвейера и крепи помощник машиниста комбайна

По данным замеров запыленности воздуха на рабочих местах и результатов проведенного физико-химичсского анализа рассчитаны среднссмснные концентрации пыли на рабочих местах при условии длительности основного технологического процесса 2-2,5 часа (по результатам мониторинга на момент замеров). На основании полученных данных в соответствии с методикой, разработанной НИИ медицины труда АМН, проведен расчет степени риска заболевания рабочих пневмокониозами.

Приведем результаты расчета профессионального риска заболевания в лавах 3-3 и 4-7-21 для рабочих мест машиниста комбайна, помощник машинист га комбайна, машиниста крепи, горнорабочего на пересыпе. Содержание свободного диоксида кремния в угольной пыли составляло 5 %. Определен профессиональный риск заболевания пневмокониозами. Результаты расчета приведены втвбл.З. По результатам расчетов установлено, что влаге 3-3 степень риска заболевания рабочих пневмокониозами располагается в следующей области: на месте машиниста комбайна вероятность заболевания пневмокониозами (в различных нозологических формах) составляет 90 %; на местах помощника машиниста комбайна - 60 %, машиниста крепи - 40 % и горнорабочего - примерно 2 %, а в лаве № 4-7-21 на местах машиниста комбайна, помощника машиниста комбайна, машиниста крепи - 90 % и горнорабочего - примерно 2 %.

Таблица 3.

Результаты расчета риска заболевания горнорабочих лавы № 3-3 пневмокониозами

Рабочее место X, х, х, х« к, к, к. и Риск заболевания, %

Лава № 3-3

Машинист комбайна 40 22 20 108 0,8 0,8 1,8 1781,1 Более 90

Помощник машиниста комбайна 37 16 12 96- 0,8 0,8 1,8 1485,1 60

Машинист крепи 32 10 10 98 0,8 0,8 1,8 1380,4 40

Горнорабочий 48 30 25 18 0.8 0,8 1,8 • 1129 2

Лава № 4-7-21

Машинист комбайна 36 18 15 389 0,8 0,8 1,8 4240 Более 90

Помощник машиниста комбайна 29 11 7 365 0,8 0,8 1,8 3787,8 Более 90

Машинист крепи 44 22 19 646 0,8 0,8 1,8 6757 Более 90

Горнорабочий 22 4 2 53.3 0,8 0,8 1,8 680,8 Менее 2

По результатам апробации были сформулированы .основные гигиенические требования по пылевому фактору к предприятиям угольной промышленности, вошедшие в СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ»:

- требования к производственным зданиям и сооружениям;

- требования к производственным процессам и оборудованию;

- требования к рабочим местам и производственному процессу при подземной добыче, при добыче открытым способом и на обогатительных и брикетных фабриках;

- требования к вентиляции и отоплению;

- требования к средствам индивидуальной защиты;

- требования к организации контроля за выполнением санитарных правил и норм. I.

В соответствии с данными требованиями превышение ПДК по пыли однозначно предполагает организацию и осуществление мероприятий по защите здоровья работающих временем по методике расчета и регулирования персональных доз, приведенной ранее.

Таким образом, разработанный комплекс нормативных документов позволил сформулировать основные требования к разработке системы контроля

и управления пылевой безопасностью в забоях угольных шахт и системы учета -индивидуальных пылевых нагрузок: система контроля предполагает периодические замеры запыленности рудничной атмосферы для оценки и корректировки комплекса протнвопылевых мероприятий и может осуществляться малогабаритными экспресс-пылемерами; трудоемкость учета пылевых нагрузок предполагает необходимость разработки компьютерной базы данных.

В четвертой главе приведены результаты исследований по разработке системы контроля и управления пылевой безопасностью в забоях угольных шахт и системы учета индивидуальных пылевых нагрузок.

На основании проведенных исследований осуществлен первый этап разработки системы контроля и управления пылевой безопасностью в забоях угольных шахт - формирование нормативной основы ее функционирования. Следующим этапом данных работ явилось формирование организационной, информационной и технической подсистем, т.е. возникла необходимость в разработке алгоритма требований и формирование массива исходных данных по обеспечению структуры системы как комплекса организационных и технических решений.

В связи с этим основная идея следующего этапа формирования системы контроля и управления пылевой безопасностью является управление пылевой обстановкой, адаптивно изменяющейся в производственных условиях, иа основе вновь получаемой информации и ее внесения в механизм управления. Предлагаемый подход является эффективным инструментом для аналитического прогноза динамики пылевой обстановки, возникновения пылевых профпатологий и построения качественных моделей и механизмов достижения цели - уменьшение запыленности атмосферы горных выработок и, как следствие, уменьшение заболеваемости пневмокониозами и пылевыми бронхитами и снижения пылевзрывоопасносги горных работ.

В этой связи рассматривались следующие вопросы:

- проведение анализа новых подходов к управлению пылевой обстановкой в странах, доминирующих в современной мировой экономике;

- формулирование проблемной ситуации технологической системы, представленном абстрактной угольной шахтой;

• определение цели • снижение запыленности воздуха в атмосфере горных выработок и уменьшение заболеваемости горнорабочих пневмокониозами и обеспечение безопасности горных работ по пылевому фактору;

- разработка механизма достижения иели, предполагающего комплекс теоретических исследований и средств управления пылевой обстановкой на основе методологии управления и реинжиниринга технологических процессов;

- построение модели для обоснования решения;

- анализ результатов, полученных с помощью имитационного моделирования.

При рассмотрении проблемы, определении цели и разработке механизма реализации достижения цели использовались три методологических аспекта: системный подход (основная функция системного подхода заключается в сознательном проектировании объектов в соответствии с требованиями к их выходным показателям с учетом ограничений, налагаемых на входе внешней средой), реинжиниринг (в связи с рассматриваемым вопросом обозначает совокупность методов и средств, предназначенных для кардинального улучшения основных показателей деятельности путем моделирования, анализа, модернизация и/или кардинальное изменение существующих технологий и средств производства), имитационное моделирование (основные функции управления, которые способны поддерживать имитационные модели, - отображение проблемной ситуации, формирование вариантов стратегий применительно к различным состояниям системы, планирование организационно-технических мероприятий по различным вариантам решений).

При этом под управлением будем понимать процесс организации такого целенаправленного воздействия на объект, в результате которого объект переходит в требуемое (целевое) состояние.

Пусть X - воздействие среды на объект (это вход объекта), а У - состояние объекта (его выход). Основные признаки сложной системы: отсутствие математического описания и необходимость в нем являются обязательной чертой сложного объекта управления. Под математическим описанием подразумевается наличие алгоритма (правил, инструкций) вычисления состояния V объекта по наблюдениям его входов - управляемого и и неуправляемого, но наблюдаемого X; стохастичность поведения сложных объектов управления является также очень важной чертой, характеризующей трудности процессов анализа и управления ими; «нетерпимость» к управлению проявляется в активных объектах, содержащих в себе люден или их коллективы; нестационарность сложного объекта управления; невоспроизводимость экспериментов

Все эти обстоятельства приводят к тому, что цель управления таким объектом в полной мере никогда не достигается. Действительно, для синтеза управления и требуется время, за которое объект изменяется непредвиденным образом, в результате чего управление уже наверняка не приведет к желаемому результату Z*.

Эффективным способом борьбы с перечисленными свойствами сложного объекта управления является экстраполяция поведения системы, т.е. выяснение направления ее эволюции. В этом случае управление и производится с упреждением, с учетом замеченного изменения объекта. Другой способ состоит в сокращении цикла управления, чтобы за время синтеза управления объект сильно не изменялся.

В этой связи управление сложным объектом состоит из следующих этапов: формулировка целей управления [2 ); определение объекта управления. Последующие три этапа управления: структурный синтез модели,

идентификация параметров модели объекта и планирование экспериментов связаны с созданием модели объекта управления, которая нужна для синтеза управления. Только с помощью модели объекта можно построить управление и, переводящее сложный объект в требуемое (целевое) состояние 2'. Под моделью объекта управления будем понимать зависимость Р, связывающую состояние У объекта с его входами - неуправляемыми X и управляемыми и:

Г = *•(*.£/) (11)

Модель И представляет собой высказывание относительно связи между входами X и и модели и ее выходом на любом удобном языке. В общем случае модель Р определяется некоторым алгоритмом (правилом, инструкцией), который указывает как, располагая информацией о входах X и К, определить выход У, не обращаясь к реальному объекту. Следующий этап - синтез управления, который связан с принятием решения о том, каково должно быть управление и, чтобы соответствовать заданной цели 2'* управления объектом. Реализация управления связана с реализацией программы оптимального управления, полученной на предыдущем этапе. Этап коррекция обусловлен спецификой сложного объекта управления и заключается в возвращении к одному из предыдущих этапов управления и обычно называется адаптацией модели. Результаты коррекции вновь используются на стадии диагностирования для того, чтобы определить точность выбранного способа коррекции системы и начать новое исследование вопроса о состоянии системы. Иногда на основании результатов коррекции системы став;ггся новый диагноз. На последнем этапе (прогнозирование) формулируются гипотезы о том, перейдет ли система после ее корректировки в допустимое состояние и как долго она в нем будет пребывать (рис.8).

Предупреждение пылевых профессиональных болезней (управление пылевой безопасностью) в угольных шахтах, учитывая важность проблемы борьбы с пылью и трудность ее решения, должна быть системой, т.е. осуществляться путем объединения разрозненных мероприятий в единую сисгему целенаправленного воздействия на всех уровнях и этапах технологического процесса, а также человека, участвующего в этом процессе.

Таким образом, система управления пылевой безопасностью, включающая управление внешней средой и организмом человека, должна быть представлена комплексом нормативных правовых документов, инженерно-технических, организационных и медико-биологических мероприятий по предупреждению заболеваний пылевой этиологии (рис. 9).

С5 Ш СТГЕШ!^.

Рис. 8 Этапы диагностирования системы.

Управление иылевой безопасностью (и, как следствие, уровнем риска возникновения профзаболевания пылевой этиологии) предназначено в первую очередь для лиц, ответственных за принятие решений в области обеспечения безопасности. Стратегическая цель управления - стремление к обеспечению безопасных условий труда в данном случае по пылевому фактору. Этот принцип, формирующий стратегическую цель управления, постулирует, что ценность любой практической деятельности (внедрение альтернативной или модернизация традиционной технологии, принятие каких-либо хозяйственных решений или мер организационного характера) в первую очередь определяется ее полезностью для общества в целом. Тактическая цель управления стремление к снижению риска профзаболеваемости на предприятиях угольной промышленности.

Политика в области управления будет эффективной и последовательной только в том случае, если в управление включен весь совокупный спектр существующих на предприятии опасностей и вся информация о принимаемых решениях в этой области без каких-либо ограничений доступна всем. Кроме

того, только такой подход позволяет разработать рациональный инструмент для оптимизации решений по выделению средств на безопасность и охрану труда.

Система управления пылевой безопасностью

Норклюаппршеи) дасукекты па ахраш труда

Нкхзгисрмв'Техничеаою мероприятия

Организационные мероприятия

Концентрация пыли в воздухе рабочей зоны

вупЗ^кь« СонПиН Борьба с пылью

в угольных 2^.5570-03

шахтах

Орошение А, Пылзстсос

Предварительное увлажнение

Учат Применони ПЭД СИЗ

Рис. 9 Схема системы управления пылевой безопасностью.

В соответствии с такой постановкой, сформулированные в данной работе принципы, на которых предлагается строить алгоритм выбора управленческих решений по управлению пылевой безопасностью, базируются на основополагающем требовании: безопасность любой деятельности должна определяться исходя из баланса между опасностями и выгодой от этой деятельности. Таким образом, при формировании принципов управления риском с целью обеспечения требований пылевой безопасности необходимо учитывать, что управление является частью более общего процесса, определяющего стратегию развития определенной структуры (промышленного предприятия).

Эффективность управления пылевой безопасностью оценивается количеством потерь рабочего времени в результате профессионального заболевания, и в то же время эффективная организация управленческой деятельности по охране труда в первую очередь зависит от компетентности всех участником, поэтому система непрерывного обучения по охране труда является важнейшим фактором профилактики профзаболеваний.

При планировании и выполнении мероприятий в любой системе важное место отводится очередности мероприятий и выделение приоритетов. Эта система должна быть ориентирована в первую очередь на наиболее опасные звенья. Алгоритм выбора управляющих решений в реализации работ по борьбе с пылью и пылевому контролю приведен на рис. 10.

Рис. 10 Алгоритм выбора управляющие решений.

Исходя из изложенного, разработана база данных (БД) по учету пылевых нагрузок персонала угледобывающих предприятий. Структура БД приведена на рис. 11. Программа написана в СУБД Access фирмы Microsoft и содержит следующие формы:

- предпрняте (содержит поле данных по предприятию: юридические и почтовые реквнзи ш);

- выработки (содержит поле наименования подземных выработок данной шахты);

- характеристика выработки (содержит поля с данными: код выработки, код предприятия, номер выработки, категория выработки, наименование выработки, дата открытия выработки, дата закрытия выработки);

Структур а базы данных по учету пылевых нагрузок

[Предприятие]

/

шм

ШИШ'

ы

частки

|Выработки^

—1: ~ |

о I |]

ГМд ста

1 ('замеров

Результаты

_ з а м о р о о

Рис. 11. Структура БД но учету пылевых нагрузок.

- места замеров в выработках (в поля таблицы вводятся данные: код места замера, код выработки, номер .места замера, дата регистрации места замера, дата снятия с регистрации, номер участка, описание места замера);

- результаты замеров в выработках (а ноля таблицы вводятся данные: код результата контроля, код места замера, дата измерения, номер извещения, характер контроля, технологический цикл работы оборудования в момент измерения, способы орошения, скорость движения воздуха, значение срсднссмсннон концентрации ныли, содержание пыли в пробе, значение ПДК, код вида ныли);

- виды пыли (содержит поля с даннымн: код вида пыли, наименование вида пыли, содержание диоксида кремния, значение предельно допустимой концентрации):

- график замеров (содержит поля с данными: код графика замера, номер результата замера, номер графика замера, год замера, квартал, дата согласования графика замеров, дата утверждения графика замеров);

- замеры пробы (содержит поля с данными: код пробы, код результата замера, номер пробы, продолжительность отбора пробы, скорость отбора пробы, концентрация пыли в пробе, состав пыли);

- участки предприятия (содержит ноля с данными: код участка, номер участка, дата открытия участка, дата закрытия участка);

- работники предприятия (содержит поля с данными о работниках предприятия: код работника, табельный номер, номер участка, имя работника, отчество, фамилия, дата рождения, дата приема на работу, дата увольнения, дата начала трудовой деятельности, дата начала работы с пылью, перерывы в работе с пылью, наименование профессии);

- профессии (содержит иоле с видом профессии: машинист комбайна, помощник машиниста комбайна, машинист крепи и т.д.);

- результаты оценки (содержит поля с данными: код записи, код работника, дата проведения записи, дата начала работы на данном рабочем месте предприятия, дата окончания работ на данном рабочем месте предприятия, возраст работника. Вычисляемое поле: продолжительность трудового стажа работника, продолжительность контакта с пылыо, наименование выработки, номер участка, наименование профессии, категория тяжести трудового процесса, дата последнего измерения концентрации пыли на данном рабочем месте, наименование вида пыли, содержание диоксида кремния, среднесменная концентрация пыли в зоне дыхания за регистрируемый период времени, максимально разовая концентрация пыли в зоне .дыхания, предельно допустимая концентрация для данного вида пыли, рассчитываемые значения превышения концентрации пыли, рассчитываемое значение количества отработанных смен, рассчитанные значения предельных эксплуатационных доз, рассчитываемое значение показателя риска).

Данные о концентрации пыли по каждому рабочему месту за регистрируемый период времени определяются на основе запроса к таблицам, содержащим результаты измерений концентрации пыли на рабочем месте.

Заполнение базы данных производится через специальные экранные формы, содержащие необходимые поля, в том числе и раскрывающиеся списки, например, с наименованиями профессий, номерами участков и т. д.

Вызов нужных экранных форм организован с помощью специальной экранной формы, содержащей элементы управления с указателями наименований таблиц.

Предусмотрен вывод необходимых данных как на экран монитора для просмотра отчетов, так и на принтер.

В число отчетов входят: журнал учета пылевых нагрузок; журнал учета концентраций пыли в выработках шахты; данные о местах измерения. Отчеты

составлены в соответствии с требованиями нормативных документов по контролю за пылевыми нагрузками.

Объем незаполненной базы данных - 1 Мб для версии Microsoft Offise-97. Минимальные требования к конфигурации компьютера определяются требованиями, рекомендуемыми разработчиком для пакета Offise-97.

Промышленные испытания системы учета пылевых нагрузок проводились на шахте «Заречная» и на предприятиях ЗАО УК «Облкемеровоуголь» «Грамотеинекое шахтоуправление», «Ленинское шахтоуправление». БД установлена в компьютерной сети участков ВТБ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе осуществлено теоретическое обобщение и решена крупная научно-техническая проблема управления пылевой обстановкой и обоснования комплекса способ и средств обеспыливания н взрывозащиты от искр трения в угольных шахтах, позволившая разработать комплекс новых технических решений, обеспечивающих безопасные и комфортные условия труда горнорабочих, а также организации системы учета персональных экспозиционных доз с целью уменьшения вероятности заболеваний шахтеров пневмокониозами.

Основные научные и практические результаты диссертации заключаются в следующем.

1. Установлено, что ранее разработанный комплекс противопылевых мероприятий не увязан с технологией проведения горных работ, не обеспечивает комфортные и безопасные условия труда, обладает рядом существенных недостатков (переувлажнение горной массы, обводнение горных выработок, низкая эффективность, высокий уровень шума, высокие эксплуатационные трудозатраты), что исключает возможность его эффективной эксплуатации.

2. Установлены закономерности процесса взаимодействия нагнетаемой жидкости и обрабатываемого массива и обоснованы принципы управления нагнетанием жидкости в угольный пласт и разработан способ управления процессом увлажнения угольных пластов, включающий автоматическое регулирование параметров нагнетания с учетом гидравлического сопротивления пласта. Обоснованы рациональные режимы регулирования параметров нагнетания по принципу предельного рабочего давления, определяемого контактной прочностью угля; система автоматизации процесса увлажнения реализована в виде трехуровневой системы по принципу экстремального управления. Разработано оборудование для предварительного увлажнения, позволяющее в зависимости от свойств угольного пласта выбор и но.иержание отимап.ных режимов нагнетания жидкости.

3. На основании теоретических и экспериментальных исследований обоснованы параметры комплекса средств борьбы с пылью и защиты от фрикционного воспламенения метановоздушных смесей для выемочных и проходческих комбайнов.

4. Разработан способ и комплекс оборудования для пылеподавления с помощью гелеобразующих составов, позволяющий повысить эффективность пылеподавления и связывания отложившейся пыли.

5. Теоретические и экспериментальные исследования показали возможность повышения эффективности пылеотсасывающих установок за счет управления вентиляционными потоками и применением устройств, создающих вихревое течение запыленного воздуха на входе в пылеуловитель.

6. По результатам исследований разработаны технические задания: «Нагнетательно-импульсная установка УНИ», «Система пылеподавления выемочно1 о комбайна К-10», «Аэрогидродинамическая система обеспыливания для выемочных комбайнов типоразмера ПУ 16, ПУ 20», «Очистной комбайн с системой пылевзрывозащитного орошения 1КШЭП», «Комплексная система защиты от фрикционного воспламенения метана воздушной смеси в зоне резания исполнительного органа проходческого комбайна КЗВН-1ГПКС» и «Система контактного секторного вихревого взрывозащитного орошения резцовой коронки проходческого комбайна». Разработанное оборудование прошло промышленные испытания и рекомендовано к серийному производству.

7. Разработана нормативно-техническая документация для организации системы управления пылевой безопасностью: «Инструкция по комплексному обеспыливанию воздуха», «Инструкция- по замеру концентрации, пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок» и СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ».

8. Проведена апробация и адаптация методики расчета и регулирования персональных доз и пылемеров ТМ data для условий угольных шахт, по результатам которых были сформулированы гигиенические требования по пылевому фактору к предприятиям угольной промышленности, которые использованы при разработке СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ».

9. Разработанный комплекс нормативных документов позволил сформулировать основные требования к разработке системы контроля и управления пылевой безопасностью в забоях угольных'шахт и системы учета индивидуальных пылевых нагрузок: система контроля предполагает периодические замеры запыленности рудничной атмосферы для оценки и корректировки комплекса противопылевых мероприятий и может осуществляться малогабаритными экспресс-пылемерами; трудоемкость учета пылевых нагрузок предполагает необходимость разработки компьютерной базы данных.

10.Предложенная система управления пылевой безопасностью в забоях угольных шахт представлена комплексом нормативных правовых документов, инженерно-технических и организационных мероприятий по борьбе с пылью, контролю запыленности и учету пылевых нагрузок посредством разработанной информационной системы. Для реализации системы управления пылевой безопасностью обоснован и разработан алгоритм выбора управляющих решений, направленных на снижение риска заболеваний пылевой этнологии на угольных шахтах.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Трубицын A.A., Крылова Н.В. Исследование оптимальных параметров оросительного факела// Борьба с пневмокониозом в условиях Сибири и Дальнего Востока. Тезисы докладов.- Иркутск, 1982.-С.57-61.

2. Трубнцын A.A., Крылова Н.В., Бумов К.К. Исследование параметров средств импульсного нагнетания жидкости в угольные пласты// Комплексные способы борьбы с эндогенными пожарами. Тр. ВостНИИ- Кемерово, 1985.- С. 131-135.

3. Трубицын A.A., Крылова Н.В., Усков В.И. Исследование вихревого потока в зоне всасывания гидрореактивного пылеподавнгеляУ/ Научные сообщения ИГД им. A.A. Скочинского. - Вып. 225.- 1984.- С. 124-129.

4. Трубицын A.A., Крылова Н.В. Исследование оросительного факела гидрореактивного пылеподавителя// Борьба с силикозом: Сборник научных трудов. Т. ХП. - М.: Наука, 1986. - С.74-78.

5. Трубицын A.A., Трубицына Н.В. Управление процессом нагнетания жидкости в угольный пласт.// Технология отработки пожароопасных пластов: Труды ВостНИИ.- Кемерово, 1987.- СЛ24-129.

6. Трубицын A.A.," Трубицына Н.В., Бумов К.К. Столяров Г.П.. Нагнетательно-импульсная установка для предварительного увлажнения угольного массива// Способы средства предупреждения самовозгорания угольного массива: Труды ВостНИИ.- Кемерово.- 1988.- С. 120-126.

7. Трубнцын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К. Исследование возможности задания параметров нагнетания через прочностные свойства угольного массива// Профилактика эндогенных пожаров в угольных шахтах: Труды ВостНИИ,- 1989.-С. 170-183.

8. Трубицы» A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К.. Эффективность пылеподавлсння с использованием гелеобразующих составов.// Повышение безопасности горных труда при добыче угля: Труды ВостНИИ,- Кемерово.-1990.- С.33-37.

9. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К. Обоснование критериев автоматизации процесса нагнетания жидкости в пласт.// Безопасность ведения горных работ в угольных шахтах: Труды ВостНИИ.- Кемерово,-1991.- С.54-65.

Ю.Трубицын A.A., Столяров Г.П.. Эффективность пылеподавления при регулировании параметров нагнетания.// Безопасность ведения горных работ в угольных шахтах: Труды ВостНИИ.- Кемерово,- 1987.- С.121-132.

11 .Трубицын A.A., Рудь А.Н., Ищук И.Г., Забурдяев Г.С. Руководство по борьбе с пылью и пылевзрывозащите на угольных и сланцевых шахтах. Кемерово.- 1992.-205 с.

12.Легкодух И.Г., Трубицын A.A. Исследование процесса обеспыливания воздуха с использованием вихрей// Аэродисперсные системы и коагуляция аэрозолей: Тез. Докл. - М., 1982. - С.106-198.

13.Трубицын A.A. Эффективность применения гидрореактивных пылеподавителей при работе очистных комбайнов // Научные сообщения ИГД им. A.A. Скочинского. Вып. 222. - М., 1983.- С.111-113.

14.Трубицын A.A. Совершенствование параметров средств импульсного нагнетан"я жидкости в угольные пласты// Повышение безопасности труда в шахтах: Труды / ВостНИИ. - Кемерово.- 1986. -С. 97-100.

15.Трубицын A.A. Разработка системы пылевого контроля в шахтах/ A.A. Трубицын К.К. Буймов, Н.В. Трубицына, A.B. Топычканов, И.Б. Коржов// Вопросы безопасности горных работ на угольных предприятиях: Сборник № 1/ ВостНИИ. - Кемерово, 1993 -С. 121-125.

16. Трубицын A.A. и др. Результаты испытаний приборов пылевого контроля «TM-data» на шахте «Березовская /A.A. Трубицын, К.К. Буймов, П.Н. Васютинский, A.B. Топычканов, Н.В. Трубицына// Вопросы безопасности горных работ на угольных предприятиях: Сборник № 1/ ВостНИИ - Кемерово, 1993-С. 125-134.

17.Трубицын A.A. Ороситель . комбайновый ОК-3// Повышение безопасности на угольных предприятиях: Труды/ ВостНИИ. - Кемерово. 1995. -С.122-124.

18.Трубицын A.A. и др. Направления комплексного решения проблемы пылевзрывозащиты / И.Г. Ищук, Г.С. Забурдяев, A.A. Трубицын, В.Т. Медведев// Безопасность труда в промышленности. - 1995. - № 2- С.35-39.

19. A.c. № 1587998 СССР. Устройство для нагнетания жидкости в пласт У

A.A. Трубицын, Н.В. Трубицына, К.К. Буймов, Г.П. Столяров, A.B. Трубицын,

B.И. Бандурин

20.A.c. № 1547448 СССР. Устройство для нагнетания жидкости в пласт./ A.A. Трубицын, Н.В. Трубицына, К.К. Буймов.

21.A.c. № 1410604 СССР, ДСП. Устройство для, нагнетания жидкости в пласт/ A.A. Трубицын, Н.В. Крылова, К.К. Буймов, В.Ц. Бандурин, И.Г. Ищук.

22.A.C. № 857476 СССР Очистной комбайн/ И.Г. Легкодух, A.A. Трубицын, В.Б. Санкин, П.Д. Романов, Н.И. Линденау.

23.A.c. № 1350369 СССР. Способ подавления пыли./ A.A. Трубицын, A.B. Трубицын, B.C. Евсеев, Ю.А. Миллер.

24.А.С. № 11831, 6 Е 21 F 1/00. Устройство для удаления пыли и газа при механизированной проходке горних выработок / A.A. Трубицын, Н.В.

Трубицына, A.B. Медведев, С.П. Брабандер, А.М. Тимошенко, М.С. Попов; ВостНИИ; Заявл. 02.03.1999; Опубл. в Б.И. - 1999. -№11.

25. Инструкция по комплексному обеспыливанию воздуха// В.Д. Чигрин, С.М. Баранов, Г.А. Поздняков, А.Н. Прозоров, A.A. Трубицын, В.В. Ткачев, В.М. Рассихин, В.В. Соболев, В.Н. Дружинин, C.B. Обидов. - М.- 1999.- С. 321.

26. Инструкция по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок// В.Д. Чигрин, С.М. Баранов, Г.А. Поздняков, А.Н. Прозоров, A.A. Трубицын, В.В. Ткачев, В.М. Рассихин, В.В. Соболев, В.Н. Дружинин, C.B. Обидов. -М.- 1999.- С. 22-33.

27.СанПиН 2.2.3.570-96. Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ// Н.Ф. Измеров^ В.В. Ткачев, Р.Ф. Афанасьева, A.A. Трубицын и др. -М.- 1998.- 84 с.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПЫЛЕВОЙ ОБСТАНОВКИ И ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ РОССИИ

1.1. Общие сведения по профзаболеваемости и травматизму в угольной промышленности России.

1.2. Предварительное увлажнение угольного массива.

1.3. Борьба с пылью в очистных забоях

1.4. Борьба с пылью и предотвращение фрикционного воспламенения метана в проходческих забоях.

1.5. Анализ заболеваний пылевой этиологии в угольных шахтах.

1.6. Выводы

2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И СРЕДСТВ БОРЬБЫ С ПЫЛЬЮ В ЗАБОЯХ УГОЛЬНЫХ

ШАХТ.

2.1. Разработка автоматизированного комплекса оборудования для нагнетания жидкости в цласт.

2.1.1. Обоснование принципов управления нагнетанием жидкости в угольный пласт

2.1.2. Разработка системы управления процессом нагнетания жидкости в угольный пласт.

2.2. Разработка комплекса средств борьбы с пылью, защиты от фрикционного искрения и управления пылевой опасностью в очистных выработках.

2.3. Разработка дополнительных способов и средств для снижения пылеобразования.

2.4. Разработка средств борьбы с пылью и защиты от фрикционного искрения в проходческих забоях угольных шахт.

2.5. Исследования способа интенсификации пылеотсоса с использованием вихревого потока.

2.6. Выводы

3. РАЗРАБОТКА НОРМАТИВНОЙ БАЗЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ПЫЛЕВОЙ ОПАСНОСТИ В ЗАБОЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

3.1. Разработка нормативных документов по борьбе с пылью на угольных шахтах.

3.1.1. Разработка «Инструкции по комплексному обеспыливанию воздуха».

3.1.2. Разработка «Инструкции по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок».

3.2. Разработка гигиенических требований к предприятиям угольной промышленности.

3.2.1. Принципы гигиенического нормирования пыли и анализ приборного парка пылеизмерительной техники.

3.2.2. Разработка гигиенических требований по пылевому фактору к предприятиям угольной промышленности.

3.3. Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПЫЛЕВОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ В ЗАБОЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ И СИСТЕМЫ УЧЕТА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ПЫЛЕВЫХ НАГРУЗОК.

4.1. Общие положения.

4.2. Исследование и разработка системы управления пылевой безопасностью в угольных шахтах.

4.3. Обоснование и разработка алгоритма выбора управляющих решений по снижению риска пылевых профзаболеваний.

4.4. Разработка системы учета пылевых нагрузок.

4.4.1. Разработка информационной системы по учету пылевых нагрузок.

4.4.2. Промышленные испытания системы учета пылевых нагрузок

4.5. Выводы.

Современное развитие техники и технологий добычи полезных ископаемых обуславливает возникновение целого комплекса социально значимых проблем, среди которых проблема защиты здоровья работников угольной промышленности является одной из наиболее актуальных.

Уровень травматизма и профессиональной заболеваемости в Кузбассе в течение ряда лет остается превышающим средний показатель по Российской Федерации (в 1,7-2 раза). Причиной этого является неудовлетворительное состояние условий труда в угольной отрасли Кузбасса. Уровень запыленности практически по всем угольным предприятиям очень высок, а традиционные способы и средства борьбы с пылью не являются составной частью технологических процессов угледобычи и проведения подготовительных выработок. В связи с этим потенциальная опасность возникновения взрывов угольной пыли в смеси с метаном остается крайне высокой. Проводимый в настоящее время на шахтах контроль запыленности рудничной атмосферы и пылевзрывоопасности горных выработок является малоэффективным. Увеличивается количество вспышек метана и угольной пыли по причине фрикционного искрения при работе угольных комбайнов, однако отсутствие детальных данных о крепости вмещающих пород и единого подхода к выбору режущего инструмента в зависимости от горно-геологических условий не позволяет решить эту проблему.

В связи с этим возникла настоятельная необходимость создания новой концепции, рассматривающей комплекс применяемых в шахтах способов и средств борьбы с пылью как единую систему управления пылевой обстановкой для обеспечения безопасности по пылевому фактору и уменьшения риска заболеваний пневмокониозом.

Целью работы является разработка технологических основ системы управления пылевой обстановкой и действенного контроля запыленности в выработках угольных шахт для снижения заболеваемости горнорабочих пневмокониозами и обеспечения безопасности горных работ по пылевому фактору.

Идея работы заключается в управлении пылевой обстановкой, адаптивно изменяющейся с изменением производственных условий на основе вновь получаемой информации и ее внесения в механизм управления.

Задачи исследований:

- анализ состояния борьбы с пылью и пылевой обстановки на угольных шахтах их эффективного^применения и совершенствования:

- совершенствование способов и средств борьбы с угольной пылью в угольных шахтах с целью повышения их эффективности и снижения опасности заболеваний рабочих пневмокониозами;

- разработка нормативной документации по регламентации системы контроля пылевой обстановки и пылевых нагрузок;

- исследование и разработка системы управления пылевой обстановкой в угольных шахтах для предупреждения заболеваний рабочих пневмокониозами;

- разработка системы учета пылевых экспозиционных доз для установления степени риска заболеваний рабочих пневмокониозами;

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий обработку и анализ информации, системный анализ, моделирование и теоретический анализ физических и информационных процессов.

Научные положения, выносимые на защиту:

- решение проблемы снижения заболеваний пылевой этиологии и обеспечения безопасности горных работ по пылевому фактору на угольных шахтах возможно лишь при разработке комплексной системы управления пылевой обстановкой и действенного контроля запыленности воздуха в выработках, включающих снижение пылеобразующей способности угольных массивов, применение эффективных способов и средств борьбы с образующейся в процессе разрушения углей и пород пыли, организацию действенного периодического и постоянного пылевого контроля запыленности воздуха и учета пылевых нагрузок на организм горнорабочих, совершенствования системы управления пылевой безопасностью;

- эффективное снижение пылеобразующей способности угольных массивов возможно лишь путем нагнетания в пласт жидкостей с высокими смачивающе-связывающими свойствами или гелеобразующими составами при учете фильтра-ционно-коллекторских свойств угольных пластов. Должны применяться способы управления процессом увлажнения угольных пластов, включая автоматическое регулирование параметров нагнетания с учетом гидравлического сопротивления пласта, применение эффективных и экологически чистых смачивателей и технологических схем, обеспечивающих заблаговременную подготовку массивов к выемке. Рациональные режимы регулирования параметров нагнетания обоснованы по принципу предельного рабочего давления, определяемого контактной прочностью угля, а система автоматизации процесса увлажнения реализуется в виде трехуровневой системы по принципу экстремального управления. Системы увлажнения должны обеспечивать эффективность не менее 80 %;

- применение гелеобразующих составов повышает эффективность пылепо-давления и связывания отложившейся пыли; иЛ*-^ ^ < ^

- синхронная подача орошающей жидкости в зону резания на след резца с давлением более 4,0 МПа обеспечивает эффективное пылеподавление и защиту от фрикционного искрения при работе выемочных и проходческих комбайнов;

- расход воды, подаваемой на резец для предотвращения фрикционного воспламенения метановоздушной смеси, зависит от скорости резания массива и находится в пределах 2,0-2,5 л/мин. Контактное и опережающее включение оро-, сителей обеспечивает уменьшение расхода воды и повышает надежность работы''

Рм. 14 всей системы. Система автоматического контроля концентрации метана в приза-бойной зоне с принудительным отсосом исключает вероятность взрывов в подгоч ■ - ---товительных комбайновых забоях;

- эффективность пылеотсасывающих установок повышается управлением вентиляционными потоками и применением устройств, создающих вихревое течение запыленного воздуха на входе в пылеуловитель;

- действенный пылевой контроль должен основываться на периодическом замере запыленности рудничной атмосферы для оценки эффективности применяемого комплекса противопылевых мероприятий и разрабатываемой новой горной техники как по общей массе, так и по тонким фракциям пыли. Одновременно должен осуществляться учет и регулирование пылевых нагрузок, регламентированных СанПиН 2.2.3.570-96, разработанногос участием автора; ^

- предупреждение профессиональных заболеваний пылевой этиологии и взрывов угольной пыли (управление пылевой безопасностью) в угольных шахтах должно быть системой и осуществляться путем объединения разрозненных мероприятий в единую систему целенаправленного воздействия на всех уровнях и этапах технологического процесса, а также человека, участвующего в этом процессе. Предложенная система управления пылевой безопасностью представлена комплексом нормативных правовых документов, инженерно-технических и организационных мероприятий по борьбе с пылью, контролю запыленности и учету пылевых нагрузок посредством разработанной информационной системы. Для ее реализации обоснован и разработан алгоритм выбора управляющих решений, направленных на снижение риска заболеваний пылевой этиологии на угольных шахтах.

Достоверность научных положений обоснована:

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

- удовлетворительной сходимостью результатов теоретических исследований, стендовых и промышленных испытаний (погрешность не более 15 %);

- положительными результатами промышленного внедрения разработанных систем.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлены закономерности процесса взаимодействия нагнетаемой жидкости и обрабатываемого массива и обоснованы принципы управления нагнетаниие р «ге-«^-,« / | ем жидкости в угольный пласт; ' I

- теоретически обоснован спосо^управления процессом увлажнения угольных пластов;

- разработана физическая модель автоматизированного комплекса оборудования для нагнетания жидкости в пласт;

- на основании результатов экспериментальных исследований обобщены параметры средств пылеподавления в очистном забое и обоснованы принципы их регулирования;

- обоснованы параметры комплекса средств борьбы с пылью и защиты от фрикционного воспламенения метановоздушной смеси от искр трения для выемочных и проходческих комбайнов;

- впервые определены параметры гидрореактивных пылеподавителей и разработана на их основе система пылеподавления выемочного комбайна;

- разработан метод оценки эффективности пылеподавления с помощью ге-леобразующих составов; !?

- обоснованы принципы управления пылевой опасностью в угольных шахтах;

- предложен алгоритм выбора управленческих решений по снижению опасных и вредных проявлений пылевой опасности;

- разработана информационная база данных по учету пылевых нагрузок и определения риска заболеваний пневмокониозом.

Личный вклад автора состоит:

- в разработке и внедрении новых средств борьбы с пылью и предупреждения пылеобразования в угольных шахтах; /¿о,

- в обосновании и разработке способа управления процессом увлажней!^^" угольных пластов и комплекса оборудования для его реализации;

- в разработке нормативных документов по организации системы пылевого контроля на угольных шахтах;

- в разработке системы управления пылевой обстановкой в забоях угольных шахт;

- в разработке и внедрении системы учета пылевых экспозиционных доз горнорабочих угольных шахт.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

- разработаны и внедрены новые способы и средства борьбы с пылью в угольных шахтах;

- разработан комплекс нормативных документов, регламентирующих мероприятия по борьбе с пылью и профилактике профзаболеваний пылевой этиологии;

- разработаны технические задания на комплекс оборудования для нагнетания жидкости в пласт и пылеподавления при работе выемочных и проходческих комбайнов;

- разработана система управления пылевой обстановкой в забоях угольных шахт;

- разработана и внедрена на угольных шахтах информационная система учета пылевых экспозиционных доз и оценки риска заболевания пневмокониозом.

Реализация работы. Полученные результаты и выводы по диссертационной работе использованы при разработке следующих нормативных документов: «Руководство по борьбе с пылью и пылевзрывозащите на угольных и сланцевых шахтах», «Инструкция по комплексному обеспыливанию воздуха», «Инструкция по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок» и СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ», при разработке технических заданий на комплекс оборудования для нагнетания жидкости в пласт и пылеподавления при работе выемочных и проходческих комбайнов, а также при разработке и внедрении информационной системы учета пылевых экспозиционных доз.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и получили одобрение на заседаниях Ученого совета ВостНИИ, Технических советов угольных компаний «Кузбассуголь», «Кузнецкуголь», «Облкемеровоуголь», на научно-технической конференции «Результаты внедрения средств борьбы с пылью на угольных и горнорудных предприятиях Сибири и Дальнего Востока» (г. Кемерово, 1979 г.), Всесоюзной научно-технической конференции «Аэродисперсные системы и коагуляция аэрозолей» (г. Караганда, 1982 г.), научно-техническом совещании «Борьба с пневмокониозом в условиях Сибири и Дальнего Востока» (г. Иркутск, 1982 г.), I научно-методической конференции «Основные проблемы безопасности ведения горных работ» (г. Кемерово, 1987 г.), И научно-методической конференции «Основные проблемы безопасности ведения горных работ» (г. Кемерово, 1990 г.), И международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах» (г. Кемерово, 1998 г.), Всероссийском совещании по охране труда в угольной промышленности (г. Кемерово, 1999 г.).

11

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 нормативных документа, 63 печатные работы, в том числе 22 авторских свидетельства на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения, изложенных на 268 страницах машинописного текста, включая 44 рисунка, 26 таблиц, список использованных источников из 237 наименований.

4.5. Выводы.

Таким образом, в результате проведенного комплекса работ разработаны следующие структуры:

1. Система управления пылевой безопасностью в забоях угольных шахт. Предупреждение профессиональных заболеваний пылевой этиологии и взрывов угольной пыли (управление пылевой безопасностью) в угольных шахтах должно быть системой и осуществляться путем объединения разрозненных мероприятий в единую систему целенаправленного воздействия на всех уровнях и этапах технологического процесса, а также человека, участвующего в этом процессе. Предложенная система управления пылевой безопасностью представлена комплексом нормативных правовых документов, инженерно-технических и организационных мероприятий по борьбе с пылью, контролю запыленности и учету пылевых нагрузок посредством разработанной информационной системы.

2. Для реализации системы управления пылевой безопасностью обоснован и разработан алгоритм выбора управляющих решений, направленных на снижение риска заболеваний пылевой этиологии на угольных шахтах.

3. Система учета пылевых нагрузок. Действенный пылевой контроль должен основываться на периодическом замере запыленности рудничной атмосферы для оценки эффективности применяемого комплекса противопылевых

240 мероприятий и разрабатываемой новой горной техники, предложенными малогабаритными экспресс-пылемерами как по общей массе, так и по тонким фракциям пыли. Одновременно должен осуществляться учет и регулирование пылевых нагрузок на организм горнорабочих путем отбора проб малогабаритными пылепробоотборниками и их обработки и регистрации в пылевых центрах. Допустимые экспозиционные дозы пыли регламентированы СанПиН 2.2.3.570-96 и устанавливаются по методике, разработанной с участием автора. Кроме того разработана и прошла промышленные испытания на предприятиях ЗАО УК «Облкемеровоуголь» база данных по учету пылевых нагрузок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе осуществлено теоретическое обобщение и решена крупная научно-техническая проблема управления пылевой обстановкой и обоснования комплекса способ и средств обеспыливания и взрывозащиты от искр трения в угольных шахтах, позволившая разработать комплекс новых V технических решений, обеспечивающих безопасные и комфортные условия труда горнорабочих, а также организации системы учета персональных экспозиционных доз с целью уменьшения вероятности заболеваний шахтеров пнев-мокониозами.

Основные научные и практические результаты диссертации заключаются в следующем.

1. Установлено, что ранее разработанный комплекс противопылевых мероприятий не увязан с технологией проведения горных работ, не обеспечивает комфортные и безопасные условия труда, обладает рядом существенных недостатков (переувлажнение горной массы, обводнение горных выработок, низкая эффективность, высокий уровень шума, высокие эксплуатационные трудозатраты), что исключает возможность его эффективной эксплуатации.

2. Установлены закономерности процесса взаимодействия нагнетаемой жидкости и обрабатываемого массива и обоснованы принципы управления нагнетанием жидкости в угольный пласт и разработан способ управления процессом увлажнения угольных пластов, включающий автоматическое регулирование параметров нагнетания с учетом гидравлического сопротивления пласта. Обоснованы рациональные режимы регулирования параметров нагнетания по принципу предельного рабочего давления, определяемого контактной прочностью угля; система автоматизации процесса увлажнения реализована в виде трехуровневой системы по принципу экстремального управления. Разработано оборудование для предварительного увлажнения, позволяющее в зависимости от свойств угольного пласта выбор и поддержание оптимальных режимов нагнетания жидкости.

3. На основании теоретических и экспериментальных исследований обоснованы параметры комплекса средств борьбы с пылью и защиты от фрикционного воспламенения метановоздушных смесей для выемочных и проходческих комбайнов.

4. Разработан способ и комплекс оборудования для пылеподавления с помощью гелеобразующих составов, позволяющий повысить эффективность пылеподавления и связывания отложившейся пыли.

5. Теоретические и экспериментальные исследования показали возможность повышения эффективности пылеотсасывающих установок за счет управления вентиляционными потоками и применением устройств, создающих вихревое течение запыленного воздуха на входе в пылеуловитель.

6. По результатам исследований разработаны технические задания: «На-гнетательно-импульсная установка УНИ», «Система пылеподавления выемочного комбайна К-10», «Аэрогидродинамическая система обеспыливания для выемочных комбайнов типоразмера ПУ 16, ПУ 20», «Очистной комбайн с системой пылевзрывозащитного орошения 1КШЭП», «Комплексная система защиты от фрикционного воспламенения метана воздушной смеси в зоне резания исполнительного органа проходческого комбайна КЗВН-1ГПКС» и «Система контактного секторного вихревого взрывозащитного орошения резцовой коронки проходческого комбайна». Разработанное оборудование прошло промышленные испытания и рекомендовано к серийному производству.

7. Разработана нормативно-техническая документация для организации системы управления пылевой безопасностью: «Инструкция по комплексному обеспыливанию воздуха», «Инструкция по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок» и СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ».

8. Проведена апробация и адаптация методики расчета и регулирования персональных доз и пылемеров ТМ data для условий угольных шахт, по результатам которых были сформулированы гигиенические требования по пылевому фактору к предприятиям угольной промышленности, которые использованы при разработке СанПиН 2.2.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ».

9. Разработанный комплекс нормативных документов позволил сформулировать основные требования к разработке системы контроля и управления пылевой безопасностью в забоях угольных шахт и системы учета индивидуальных пылевых нагрузок: система контроля предполагает периодические замеры запыленности рудничной атмосферы для оценки и корректировки комплекса противопылевых мероприятий и может осуществляться малогабаритными экспресс-пылемерами; трудоемкость учета пылевых нагрузок предполагает необходимость разработки компьютерной базы данных.

10. Предложенная система управления пылевой безопасностью в забоях угольных шахт представлена комплексом нормативных правовых документов, инженерно-технических и организационных мероприятий по борьбе с пылью, контролю запыленности и учету пылевых нагрузок посредством разработанной информационной системы. Для реализации системы управления пылевой безопасностью обоснован и разработан алгоритм выбора управляющих решений, направленных на снижение риска заболеваний пылевой этиологии на угольных шахтах.

1. Итоги работы угольной промышленности России за 1998 год // Уголь. -1999.-№3.-С.21-32; 63-70.

2. Краткие итоги работы угольной промышленности России за январь-май 2000 г. // Уголь. -2000.-№ 8.-С.50-54.

3. Малышев Ю.Н. Анализ процесса реструктуризации угольной промышленности России // Уголь.- 1999. № 3. - С. 5-10.

4. Богопольский И.Е., Климов С.Л., Проскуряков В.В. Угольная промышленность и рыночные отношения: предварительные результаты реструктуризации//Уголь.-1999.-№ 12.-С.31-36.

5. Краткие итоги работы угольной промышленности России за первый квартал 2000 г. // Уголь. -2000.-№ 6.-С.45-55.

6. Бобров И.А. Анализ травматизма и аварийности на угольных предприятиях Кузбасса // Безопасность труда в промышленности. -1999.-№ 5.-С. 16-22.

7. О состоянии эндогенной пожаробезопасности на угольных шахтах России // Аварийность и противоаварийная готовность предприятий угольной промышленности: Информационный бюллетень. -1998.-№5.-С. 15-23.

8. О состоянии промышленной безопасности на предприятиях угольной промышленности // Аварийность и противоаварийная готовность предприятий угольной промышленности: Информационный бюллетень. -1998.-№7.-С.37-53.

9. Ю.Состояние проветривания и пылегазового режима на шахтах России // Безопасность труда в промышленности.-1999.-№9.-С.32-38.

10. Кубайчук Ю.А. Дридж H.A., Кириченко Ю.В., Махова Ю.А. К вопросу прогноза удельного выхода пыли при разрушении горной породы резанием // Уголь,- 1999.-№ 11.- С.63-64.

11. Дремов В.И., Дремова Н.В., Кравцов O.K. Управление средствами пы-леподавления в механизированном проходческом забое // Проблемы аэрологии горных предприятий: Сб. науч.тр./ МГГУ . М., 1993.- С.30-34.

12. Исхаков Х.А. Угольная пыль генератор важнейших компонентов взрыва // Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах: Материалы П Международной научно-практической конференции,- Кемерово, 1998.-С.110-111.

13. Декларация по охране здоровья всего работающего населения // Медицина труда и промышленная экология. 1995. - №6. - С. 1-4.

14. Измеров Н.Ф. Актуальные проблемы медицины труда и промышленной экологии (к 70-летию НИИ медицины труда РАМН) // Медицина труда и промышленная экология. -1994.-№1.-С.1-8.

15. Федотов И.А. Роль международной организации труда в сохранении и укреплении здоровья рабочих // Медицина труда и промышленная экология . -1997.-№1.-С.1-5.

16. Профессиональная заболеваемость в Кемеровской области: Информационный бюллетень. Кемерово, 1998.-11с. - (АКО. КОЦ Госсанэпиднадзора)

17. Профессиональная заболеваемость на предприятиях и организациях Кемеровской области// Департамент труда АКО; НЦ ВостНИИ.- Кемерово, 1999.-42с.

18. Пережилов А.Е., Диколенко Е.Я., Гетопанов В.Н. Характер взаимосвязи приведенной запыленности воздуха и скорости подачи комбайна по выемке угля //Уголь. 1994.- № 1.- С.19-21.

19. Пережилов А.Е., Диколенко Е.А., Харьковский B.C., Давиденко В.А. Способы заблаговременного снижения пылеобразования угольных пластов. -М.: Недра, 1995.-414с.

20. Журавлев В.П., Ищук И.Г., Забурдяев Г.С. Пылеподавление путем нагнетания растворов и эмульсий в угольные пласты.- М.,1973.- 73 е.- (ЦНИЭИ-уголь).

21. Легкодух И.Г., Буймов K.K. Опыт применения низконапорного нагнетания воды в пласты Кузбасса // Вентиляция шахт и предупреждение эндогенных пожаров: Сборник научных трудов /ВостНИИ.- Кемерово, 1975.- С.130-133.

22. Пережилов А.Е., Ямщиков B.C., Диколенко Е.Я. Оценка качества гидродинамического воздействия на угольные пласты через скважины // Горный информационно-аналитический бюллетень. 1995.-№6.-С.24-29.

23. Родин A.B. Классификация способов нагнетания жидкости в скважину// Физика и процессы разрушения горных пород: Сборник научных трудов / ИГТМ АН УССР. Киев, 1983. -С . 13-24.

24. Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных пластов. -М.: Недра, 1979.-271с.

25. Бурчаков A.C., Панов Г.Е. Предварительное увлажнение угольных пластов и породных массивов. М.: Недра. - 1975.- 288с.

26. Гельфанд Ф.М., Журавлев В.П., Поелуев А.П., Рыжих Л.И. Новые способы борьбы с пылью в угольных шахтах. М.: Недра, 1975.- 285с.

27. Ищук И.Г., Подображин С.Н. Методологические основы выбора эффективных составов жидкостей для предварительного увлажнения угольного мас-сива//Борьба с силикозом. Т.12. М.: Наука, 1986.- С.26-33.

28. Зб.Чернов О.И., Вологодский В.А., Черкасов B.C. Основы инженерного метода расчета параметров увлажнения угольных пластов // Борьба с газом и внезапными выбросами в шахтах :Сборник научных трудов / ВостНИИ.- Кемерово,-1973.-С.114-126.

29. Журавлев В.П., Ищук И.Г., Забурдяев Г.С. Пылеподавление путем нагнетания растворов и эмульсий в угольные пласты. -М.: ЦНИЭИуголь.- 1973.73 с.

30. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К. Твердый смачиватель для предварительного увлажнения угольных пластов: Информационный листок/ ЦНТИ.- Кемерово.

31. Кудряшов B.B. Смачивание пыли и контроль запыленности воздуха в шахтах. М.: Наука, 1979. - 200с.

32. Трубицын A.A., Трубицына Н.В. Эффективность увлажнения угля при применении твердых химреагентов.-Деп. ВИНИТИ . 23.11.1987, №4145.

33. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К. Химический реагент СТС: Инф. листок/ ЦНТИ. Кемерово.

34. Трубицын A.A. и др. Промышленные испытания технологии упрочнения горного массива / A.B. Лебедев, А.А.Трубицын, С.П.Ворошилов и др.// Безопасность труда в промышленности. 1996. - № 12.- С.17-20.

35. Легкодух И.Г. Исследование режима нагнетания воды в шпуры с использованием установки УНВ-1 и различных типов герметизаторов //В опросы безопасности в угольных шахтах : Сборник научных трудов/ ВостНИИ.- М.: Недра, 1967.-С.177-195.

36. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К., ТопычакановА.В. Установка нагнетательная регулируемая УНР.-М.: Внешторгиздат,- 1986.

37. Трубицын A.A., Крылова Н.В., Буймов К.К. Совершенствование способов и средств нагнетания жидкости в угольный пласт // Повышение безопасности труда в шахтах: Тр. ВостНИИ,- Кемерово, 1986 С.97-100.

38. Трубицын A.A. и др. Эффективность пылеподавления при регулировании параметров нагнетания // Безопасность ведения горных работ на угольных шахтах: Труды ВостНИИ. Кемерово, 1987 - С. 58-67.

39. Ромм Е.С. Структурные модели порового пространства горных пород.-М.: Недра, 1985.-240с.

40. Чернов О.И., Черкасов B.C. Движение жидкости в угольных пластах. -Новосибирск.: Наука, 1984.- 129с.

41. Швиндлер М.И. Статическая гидродинамика пористых сред.- М.: Недра, 1985.-288с.

42. Астоковицкий М.С., Мещеряков Б.Г., Пузырев В.Н. Гидравлическая отработка выбрасоопасных пластов. Кемерово, 1976.-55с.

43. Розанцев Е.С., Хонзаков Е.М., Утрихин А.Н. Изыскание способов борьбы с внезапными выбросами угля и газа при проведении выработок комбайнами // Вопросы безопасности в угольных шахтах: Сборник научных трудов/ Вос-тНИИ. М.: Недра, 1969,- С.3-15.

44. Ищук И.Г. Совершенствование способов и средств гидробеспыливания очистных забоев // Научные сообщения ИГД им. A.A. Скочинского. Вып. 236.-М., 1985.- С.15-21.54.3абурдяев Г.С. Пылеподавление диспергированной жидкостью // Уголь. 1995.-№ 12.-С.48-49.

45. Никифорова О.И. Сравнение эффективности действия различных механизмов пылевого захвата водным аэрозолем // Горный журнал.-1995.-№5.-С.64-67.

46. Журавлев В.П. Параметры и эффективность ПГО при работе очистных комбайнов // Борьба с силикозом. Т.9.- М.: Наука, 1974.- С.62-66.

47. Лихачев Л.Я., Белоногов И.П., Трубицын A.B., Василов Г.Г., Додонов И.П. Применение водо-воздушных эжекторов для борьбы с пылью при работе выемочных и проходческих комбайнов // Труды ВостНИИ . -Т.21.- Прокопьевск, 1974.-С.7-18.

48. Трубицын A.B., Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Эффективность пы-леподавления с использованием гелеобразующих составов // Повышение безопасности горных труда при добыче угля// Труды ВостНИИ. Кемерово, 1990 г.- C33-37.

49. Бобров А.И., Коренев А.П. Пути улучшения пылевой обстановки в горных выработках на основе управления пылевоздушными потоками // Безопасность труда в промышленности. -1996.-№1.-С.18-22.

50. Трубицын A.A., Ермолаева А.Т. Борьба с пылью при механизированной проходке подготовительных выработок // Передовой опыт борьбы с пылью и профилактики пневмокониоза на предприятиях Кузнецкого бассейна. Кемерово, 1982-С.3-8.

51. Паелуев А.П., Ищук И.Г. Подавление пыли различного дисперсного состава в угольных шахтах.- М., 1975.-39с.-(ЦНИЭИуголь).

52. Поздняков Т.А., Ищук И.Г. Применение пылеулавливающих установок в шахтах. Обзор.- М., 1978.-44с.- (ЦНИЭИуголь)

53. Гельфанд Ф.М., Журавлев В.П., Поелуев А.П., Рыжих Л.И. Новые способы борьбы с пылью в угольных шахтах. М.: Недра, 1975. - 288 с.

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

55. Карагодин Л.Н., Ищук И.Г. Современное состояние борьбы с пылью на угольных шахтах // Уголь.- 1977. №9. - С.27-28.

56. Лихачев Л.Я., Мясников В.А., Скоторенко А.Г. Способы борьбы с пылью в шахтах при работе комбайнов. Кемерово, 1964. - С. 36-57.

57. Лихачев Л .Я., Трубицын A.B., Белоногов И.П. Борьба с пылью при работе горных комбайнов. Кемерово, 1974. - С. 36-37.

58. Быков A.M., Лихачев Л.Я., Онтин Е.И., Петров И.П. Способы борьбы с пылью в шахтах при работе комбайнов. М.: Недра, 1968. - С. 3-16.

59. Поздняков Г.А., Мартынов Г.К. Теория и практика борьбы с пылью в механизированных забоях. М.: Наука, 1983. - 121с.

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

61. Лихачев Л.Я. Комплексное обеспылевание атмосферы в механизированных подготовительных и очистных забоях угольных шахт: Автореф. дис. док. техн. наук. Кемерово, 1988. - 46с.

62. Руководство по борьбе с пылью и пылевзрывозащита на угольных и сланцевых шахтах. Кемерово, 1992. - 160с.

63. Бот Р., Шульце Р. Проветривание и пылеподавление на основных и вспомогательных процессах при подземной разработке полезных ископаемых // Глюкауф.- 1994. №2. - С. 33-37.

64. Карагодин Л.Н., Журавлев В.П. О создании физических основ улавливания пыли // Безопасность труда в промышленности . 1978. - №5. - С. 60-61.

65. Ищук И.Г., Поздняков Г.А. Средства комплексного обеспыливания горных предприятий. М.: Недра, 1991. - 253с.

66. Липин Ю.И. Исследование и разработка импульсного орошения дляпроходческих комбайнов: Автореф. дис.канд. техн. наук Кемерово, 1983. 20 с.

67. Нельсон И.А. О влиянии размера и заряда капель электрозаряженного водного аэрозоля на его пылеподавляющую способность. М.: Недра, 1970.-Т.8. - С.5-11.

68. Курапов A.B., Нельсон И.А. О влиянии размера водяных капель и скорости их движения на эффективность захвата пыли / ПермНИУИ. Т.9. Пермь, 1966, - 287с.

69. Лихачев Л.Я., Медведев В.Т., Гурин В.В. Некоторые результаты исследования взаимодействия капель жидкости с тонкодисперсной угольной пылью // Тр. ВостНИИ. Т.21. Кемерово, 1974. - С. 35-42.

70. Гельфанд Ф.М., Кудрявцев A.A. Опыт применения пневмогидроороше-ния для пылеподавления // Уголь. 1973. - № 6. - С. 74-76.

71. В.И. Саранчук, В.Ю. Болобан, В.В. Рекун и др. Исследование электростатических полей в водном и угольном аэрозолях // Борьба с силикозом. Т.10. -М.: Наука, 1977. С. 69-74.

72. Саранчук В.И., Рекун B.B. Электризация аэрозоля при дроблении и распиливании угля // Химия твердого топлива. 1977. - №1. - 75с.

73. Губкин А.Н. Электреты (Электрический эффект в твердых диэлектриках). М: Наука, 1978. - 190с.

74. Гребенщиков Л.С., Барский Н.Л., Супрун А.П. Устройства для электризации капель в водяных завесах // Борьба с силикозом. Т.8. М.: Наука, 1970. -С. 12-16.

75. Качан В.Н., Колчинский А.И., Куниц В.И. Оценка пылевзрывоопасно-сти выработок при проведении комбайнами // Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах. Вып. 9. Макеевка-Донбасс, 1973. - С. 109-112.

76. Гринюк A.A. Разработка способа пылеподавления и предотвращения воспламенения метана при работе проходческих комбайнов: дис , к.т. н. Кемерово, 1985 - 142с.

77. Хериберт Буесман. Выемочные комбайны фирмы "Айкхофф" SL 300 и SL 500 с сериями машин на старые и новые рынки // Глюкауф. -1999.-№5.-С.10-16.

78. Бруссманн Хериберт. Выемочные комбайны фирмы «Айкхофф» SL 300 и SL 500 с современными сериями машин на старые и новые рынки// Глюкауф,- 1999.-№ 1(2).-С.10-16.

79. Леммес Франк. Резцедержатели с эжекторными оросителями борозды резания//Глюкауф.-1999.-№1(2).-С.28-33.

80. Тарханов В.А. Выбор рациональной схемы орошения для\ подавления пыли при работе проходческих комбайнов // Сб. реф. НИР, серия 0.8. М.,1976. 44с.

81. Ландвер М. Борьба с пылью при работе комбайнов // Глюкауф. -1965. -№13.-С. 4-6.

82. Гродель Г.С., Яремаченко П.П. Борьба с пылью в угольной промышленности США // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело . 1971. - №8. - С. 26-27.

83. Бакер Г. Борьба с пылью в очистных забоях, отрабатываемых в обратном порядке // Глюкауф. 1971. - №24. - С. 7-9.

84. Абкин A.A. Система пылеподавления комбайна ГПК с подачей оросительной жидкости на режущий инструмент // Шахтное строительство.1977.-№4.-С. 15-19.

85. А.Г. Фролов, И.Н. Дарыкин, И.С. Шакин, и др. Испытание тангенциальных резцов с подачей воды в зону пылеобразрвания // Техника безопасности , охрана труда и горноспасательное дело. 1973. - №3. - 13с.

86. A.c. 2333108 Германия. Способ отсоса пыли на выемочной машине или проходческой машине с применением воздушного паруса. 27апр. 1978. МКИ Е21С35/22.

87. Маркс, Радтке. Предотвращение возгорания метана, вызванного резцами механизмов или горячими зонами: Доклад / Германия, 1995. С. 15.

88. B.C. Конаров, А.Т. Гордеев, B.C. Поляков и др. Рудничный воздух и его контроль. Кемерово, 1976. - 111 С.

89. Кацнельсон Б.А., Ползик Е.В., Привалова А.И. О морально-этических аспектах мониторинга индивидуальной восприимчивости к профессиональным заболеваниям // Медицина труда и промышленная экология.-1994.-№1.-С.38-40.

90. Состояние охраны труда на угольных предприятиях Кузбасса в 1997 году. Кемерово, 1998. - 23 с. - (НЦ ВостНИИ. КЦ Госгортехнадзора России).

91. Лобанов Д., Смирнов М. Итоги 1998 г.//Охрана труда и социальное страхование. 1999.- № 4,- С.38-44.

92. Лихачев Л.Я., Белоногов И.П., Яковлев Н.И. Способы борьбы с пылью в шахтах при работе выемочных комбайнов. Кемерово, 1970.- 100с.

93. Мурашев В.И. Напряжения и деформации в угольных пластах, предварительно увлажненных через длинные скважины // Нагнетание воды в угольные пласты: Сборник научных трудов / ВостНИИ. М.: Недра, 1965.-С.90-97.

94. Ходот В.в. Внезапные выбросы угля и газа. М.: Недра, 1961.364с.

95. Трубицын А.А, Буймов К.К., Трубицына Н.в. Эффективность увлажнения угля при применении твердых химреагентов: ВостНИИ.- Кемерово, 1987. 5с.- (деп. В ВИНИТИ 23.11.87, № 4145.

96. Михайлов Н.н. Изменение механических свойств горных пород в околоствольных зонах. М.: Недра, 1987. - 152с.

97. Васильев JI.M., Усов O.A. Исследование эффективности нагнетания жидкости в пласт угля через длинные скважины установками с линейным регулированием производительности // ФТПРПИ. 1983. - №5. - С.23-29.

98. Пережилов Н.Е. Способ управления пылеобразованием угольных пластов // Борьба с силикозом. Т.21. М.: Наука, 1986.- С21-26.

99. Баренблатт Г.И. Движение жидкостей и газов в природных пластах / Г.И. Баренблатт, В.М. Ентов, В.М. Рыжик. М.: Недра, 1984. 211с.

100. Хапилов Н.С. Фильтрация жидкости в трещиновато-пористом угольном пласте при нагнетании ее через длинные скважины // ФТПРПИ. -1977. -№2. С. 107-115.

101. Исследование прочности и деформируемости горных пород / Под ред. А.И. Барона. М.: Наука, 1973. - 207с.

102. Борьба с угольной пылью в высокопроизводительных забоях / Под ред. Ф.С. Клебанова. М.: Наука, 1975. - 116с.

103. Ромм Е.С. Фильтрационные свойства трещиноватых горных пород. М.: Недра, 1966. - 283с.

104. Черепанов Г.П. Механика разрушения горных пород в процессе бурения. М.: Недра, 1987. - 308с.

105. Kolumba D. Anelastic deformation of media // M.V. Cjrapciging NATO series Dorgrecht Miynoff. 1984.-P.499-524.

106. Лаврентьев M.A., Шабат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. М.: Наука, 1977. - 408с.

107. Седов JI.И. Механика сплошной среды: Учебное пособие для студентов университетов и втузов. М.: Наука, 1976, - Т1,2.

108. Williams M.Z. On the mathematical criterion for fracture // Thin -Shelle structures. New Jersey, Prentice- Hall. - 1974.-P.467 - 482.

109. Свешников А.Г., Тихонов A.H. Теория функций комплексной переменной . M.: Наука, 1967. - 304 с.

110. Мусхелишвили Н.И. Сингулярные интегральные уравнения. М.: Наука, 1962. - 600с.

111. Гахов Ф.Д. Краевые задачи. М.: Наука, 1976. - 286с.

112. Bear J., Bachmat J. Transport phenomena in porous media Basis equations // M.V. Carapcigin NATO ASJ series Dorgrecht Nijhoft, 1984 . - P.3-61.

113. Трубицын А.А, Трубицына H.B., Буймов K.K. Исследование возможности задания параметров нагнетания через прочностные свойства угольного массива // Профилактика эндогенных пожаров в угольных шахтах. Труды ВостНИИ.- Кемерово 1989 г.

114. Трубицын А.А, Трубицына Н.В. Управление процессом нагнетания жидкости в угольный пласт // Технология отработки пожароопасных пластов. Труды ВостНИИ. Кемерово, 1987.

115. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К. Обоснование критериев автоматизации процесса нагнетания жидкости в пласт // Безопасность ведения горных работ в угольных шахтах. Труды ВостНИИ. Кемерово, 1991 г.

116. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К., ТопычакановА.В. Автоматизация процесса предварительного увлажнения угля в массиве // Повышение безопасности труда при добыче угля: Труды ВостНИИ.- Кемерово, 1988 г.

117. Трубицын A.A., Крылова H.B., Бумов К.К. Исследование параметров средств импульсного нагнетания жидкости в угольные пласты // Комплексные способы борьбы с эндогенными пожарами. Труды ВостНИИ. Кемерово, 1985 г.

118. Маковозов М.И. Гидравлика и гидравлические машины. М.: Наука, 1962. - 429 с.

119. Пономаренко Ю.Ф. Насосы и насосные станции механизированных крепей. -М.: Недра, 1983. 183с.

120. Трубицын A.A., Столяров Г.П. Эффективность пылеподавления при регулировании параметров нагнетания.// Безопасность ведения горных работ в угольных шахтах: Труды ВостНИИ.- Кемерово, 1987 г.

121. A.c. № 1587998 СССР. Устройство для нагнетания жидкости в пласт. A.A. Трубицын, Н.В. Трубицына, К.К. Буймов, Г.П. Столяров, A.B. Трубицын, В.И. Бандурин.

122. A.c. № 1547448 СССР ДСП. Устройство для нагнетания жидкости в пласт. A.A. Трубицын, Н.В. Трубицына, К.К. Буймов.

123. A.c. № 1410604 СССР, ДСП. Устройство для нагнетания жидкости в пласт A.A. Трубицын, Н.В. Крылова, К.К. Буймов, В.И. Бандурин, И.Г. Ищук.

124. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К. Установка для гидроимпульсной обработки угольного массива // Безопасность ведения горных работ в угольных шахтах : Труды ВостНИИ.- Кемерово, 1991 г.

125. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К. Системы автоматизации процесса предварительного увлажнения угля в массиве // Безопасность ведения горных работ в угольных шахтах: Труды ВостНИИ. Кемерово, 1991 г.

126. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К. Установка нагнета-тельно-импульсная УНИ : Информационный листок/ ЦНТИ.- Кемерово.

127. Вылегжанин В.Н., Егоров П.В., Мурашев В.И. Структурные модели горного массива в механизме геомеханических процессов. -Новосибирск: Наука.- 1990.-292 с.

128. Якоби О. Практика управления горным давлением. М.: Недра, 1987. 567 с.

129. Растригин A.A. «Системы экстремального управления».- М., 1974.634 с.

130. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматгиз, 1968.- 715с.

131. Витман JI.H. распыление жидкостей центробежными форсунками. -М.: Наука, 1962.-235с.

132. Гольдштик М.А. Вихревые потоки. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1981. - 368с.

133. Гринсплей X. Теория вращающихся жидкостей. Л.: Гидрометиз-дат, 1975.-304с.

134. Трубицын A.A., Крылова Н.В. Исследование оросительного факела гидрореактивного пылеподавителя // Борьба с силикозом: т. 12.-Сборник научных трудов М.: Наука, 1986 г.

135. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К. Малогабаритные пылеулавливающие установки для проходческих забоев // Совершенствование техники технологии и организации шахтного строительства. Тез.докл. Кемерово, 1987 г.

136. Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Буймов К.К., Малогабаритные пылеотсасывающие установки с гидравлическим приводом // Способы и средства повышения безопасности в угольных шахтах: Тр. ВостНИИ.- Кемерово, 1988 г.

137. Трубицын A.A., Крылова Н.В. Исследование оптимальных параметров оросительного факела // Борьба с пневмокониозом в условиях Сибири и Дальнего Востока: Тез. Доклада Иркутск, 1982 г.

138. Легкодух И.Г., Трубицын A.A. Исследование процесса обеспыливания воздуха с использованием вихрей // Аэродисперсные системы и коагуляция аэрозолей: Тез. Докл. М., 1982. - с. 106-198.

139. Трубицын A.A., Крылова Н.В., Усков В.И. Исследование вихревого потока в зоне всасывания гидрорекативного пылеподавителя // Научн. тр. ИГД им. А.А.Скочинского. вып. 225, 1984 г.

140. Трубицын A.A., Буймов K.K. Опыт применения гидрореактивных пылеподавителей на шахтах Кузбасса/ / Результаты внедрения средств борьбы с пылью на угольных и горнорудных предприятиях Сибири и Дальнего Востока.-Кемерово, 1983 г.

141. Трубицын A.A. Эффективность применения гидрореактивных пылеподавителей при работе очистных комбайнов // Научные сообщения ИГД им. A.A. Скочинского. Вып. 222. М., 1983. С.111-113.

142. Легкодух И.Г., Трубицын A.A. исследование параметров гидрореактивных пылеподавителей // Предупреждение пневмокониоза на предприятиях: Труды ВостНИИ. Кемерово, 1981. - С. 48-51.

143. Ищук И.Г., Забурдяев Г.С., Трубицын A.A., Медведев В.Т. Направление комплексного решения проблемы пылевзрывозащиты //Безопасность труда в промышленности.-1995.-№ 2.-С.35-39.

144. Руководство по борьбе с пылью и пылевзрывозащите на угольных и сланцевых шахтах / Трубицын A.A., Рудь А.Н., Ищук И.Г., Забурдяев Г.С. Кемерово, 1992 г.

145. Дуве К., Ткачев В.В. Измерение и нормирование аэрозолей фибро-генного действия . М.: 1982.

146. Хухрина Е.В. Ткачев В.В. Пневмокониозы и их профилактика. М.: 1968.

147. Измеров Н.Ф., Ткачев В.В. Проблемы и перспективы междунар-родной унификации метода измерения промышленных аэрозолей // Медицина труда и промышленная экология. 1994. - №8,- С. 1-5.

148. Xu L., Bhaskar R., Vazirnegad A. Statistical analysis sections// CIM Bull.-1993.-№ 969.-C.39-45. Статистический анализ пылеобразования в очистных забоях угольных шахт США.

149. Fridley W. Dopuszczalne stezenia pylon weglowych oraz zwalczanie zapylenia w wyrobiskach chodnikowych // Fridley W.// Prz.gor.-1994.-№ 4.-C.2-5.Допускаемые концентрации пыли и борьба с запыленностью в штреках

150. Lebecki К. Problems zwalczania zapylenia powietrza w scianach wysoko produktywnych // Prz. gor.- 1994.-№4.-C. 11-13. Проблемы борьбы с запыленностью в высокопроизводительных лавах

151. Рекомендация о безопасности и течение труда на шахтах: Международная конференция труда, 6 июня 1995г.- М.: 1995. С.5-10.

152. Невский A.B. Методика определения класса профессионального риска // Безопасность труда в промышленности. -1997.-№2.-С.39-43.

153. Ветров В.А., Захаров Е.З. Панферова И.П. Компенсация профессионального риска // Охрана труда и социальное страхование. -1998.-№1.-С.28-31.

154. Кучеба П.К. Возможности экономического управления охраной труда//Безопасность труда вы промышленности.-1996.-№ 10.-С.2-4.

155. Лимитовский Л.А., Лихтерман С.С. Риск в производственно-хозяйственной деятельности горнодобывающей акционерной компании // Горный информационный бюллетень. -1995.-№6.-С.30-36.

156. Фомочкин A.B. Метод определения класса профессионального риска работников нефтегазовой отрасли промышленности // Безопасность труда в промышленности. -1997.-№4.-С.36-39.

157. Измеров Н.Ф., Ткачев В.В. К вопросу об экономических последствиях нарушений гигиенических нормативов // Гигиена труда и профессиональные заболевания. 1992.- № 11-12. - С. 1-4.

158. Измеров Н.Ф., Ткачев В.В. К вопросу экономической оценки оздоровительного эффекта улучшения условий труда // Гигиена труда и профессиональные заболевания . 1990. - № 1.- С. 1-3.

159. Ткачев В.В. научное обоснование повышения эффективности технических и гигиенических средств профилактики пылевых заболеваний рабочих при подземной добыче руд. /Дисс. М.: 1984.

160. Коллигс Р. Современное состояние и перспективы развития техники безопасности в каменноугольной промышленности»// Глюкауф.- 1989.- № 23/24.-С.12-18.

161. Вебер К.П., Бауэр Ю. Борьба с пылью за пределами очистных забоев // Глюкауф.- 1994. №5/6.- С.10-15.

162. Ткачев В.В., Чеботарев А.Г., Байков А.Ф. Исследование содержания тонкой и грубой фракции пыли в рудничном воздухе // Борьба с силикозом. Т.10.-М.: Наука, 1977. С.137-141.

163. Ткачев В.В., Трубачев В.И. Методическое и приборное обеспечение двухступенчатых и гравиметрических измерений концентрации пыли // Гигиена труда и профессиональные заболевания. 1991. - № 2. - С.40-42.

164. Ткачев В.В., Ермоленко А.Е., Гладкова JI.C. Дисперсный состав аэрозолей современного литейного производства // Гигиена труда и профессиональные заболевания. 1990. № 10. - С.40-42.190. СанПиН 2.2.3.570-96.

165. Ерохин С.Ю., Аракелян С.А. Выбор и социально-экономическая оценка эффективности работы комплекса обеспыливающих мероприятий в шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: 1995.- вып.1.-С.49-50.

166. Forster L. Empoussierage: Duree du prelevement// Mines et caniers.-1998.-№ jan.-C.52-53. Об измерении содержания пыли в воздухе.

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

168. Денисов Э.П. Профессиональный риск и профзаболевания // Охрана труда и социальное страхование.-1999,- №8 -С. 12-19.

169. Могилевский ВЯ Методология систем: вербальный подход- М.: Экономика, 1999. 251 с. - (системные проблемы России).

170. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математические основы / Пер. с англ. М.: Мир, 1978.- 311с.

171. Ойхман Е.Г. Реинжиниринг бизнеса: реинжиниринг организаций и информационные технологии- М.: Финансы и статистика* 1997. 336 с.

172. Робсон М., Уллах Ф. Практическое руководство по реинженирингу бизнес процессов.- М.: Аудит, ЮНИ1И, 1997. 224 с.

173. Растригин JI.A. Системы экстремального управления. М.: Наука, 1974,-бЗОс.

174. Фролков Г.Д., Французов С.А., Фролков А.Г. Состояние активации атомно-молекулярной структуры угля как фактор пневмокониозоопасности // Уголь.-1999.-Ж7.-С.27-29.

175. Трубицын A.A. Разработка системы пылевого контроля в шахтах/ А.А.Трубицын К.К. Буймов, Н.В.Трубицына, А.В.Топычеканов, И.Б. Коржов // Вопросы безопасности горных работ на угольных предприятиях: Сборник № 1 ВостНИИ. Кемерово, 1993 - с. 121-125.

176. Ириков В.А., Тренев В.Н. Распределенные системы принятия решений.- Наука.-1999.-288с.

177. Растригин JI.A. Современные принципы управления сложными объектами.-М: 1980.- 232 с.

178. Кузмин И.И. Безопасность и техногенный риск // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Медведева. 1990. XXXV, №4. Химическая безопасность. С. 415-420.

179. Предупреждение крупных аварий: Практическое руководство: Пер. с англ. / Под ред. Э.В. Петросянца. М.: 1992.-256с. -(МНИИОТ).

180. Новиков Д.А. Оптимальные механизмы стимулирования в системах управления экологической безопасности // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1994. - №8. - С.51-58.

181. Онищенко В,Я. Классификация и сравнительная оценка факторов риска // Безопасность труда впромышленности.-1995.-№7.-С.23-27.

182. Бугайченко В.Е. Проблемы обеспечения безопасной работы предприятий угольной промышленности и пути их решения // Безопасность труда в промышленности.-1999.-№5 .-С.З 5-3 8.

183. Кирин Б.Ф. Автоматизированная система пылевого контроля и учета накопительной (поглощенной) дозы пыли // Безопасность труда в промышленности." 1996.-№11 .-С. 19-23.

184. Кирин Б.Ф., Ткачев В.В., Кудряшов В.В., Поздняков Г.А. Система учета персональных экспозиционных доз. // Тез. Докл. На Международном аэрозольном семинаре.-М.: 1994.

185. Лурье А.И. Теория упругости. М. - Наука. - 1970. - 940 с.

186. Трубицын A.A., Медведев В.Т. Ороситель комбайновый ОК-3// Повышение безопасности на угольных предприятиях: Сборник научных трудов/ ВостНИИ.- Кемерово.- 1995.- С.122-124.

187. A.C. № 857476 СССР Очистной комбайн / И.Г. Легкодух, A.A. Трубицын, В.Б. Санкин, П.Д . Романов, Н.И. Линденау.

188. A.c. № 1350369 СССР. Способ подавления пыли / A.A. Трубицын, A.B. Трубицын, B.C. Евсеев, Ю.А. Миллер.

189. A.c. № 761711 СССР. Секция механизированной крепи / A.A. Трубицын, A.B. Трубицын., Е.И. Онтин.

190. A.c. № 1218142 СССР. Ороситель / А.В.Трубицын, A.A. Трубицын, Г.С. Забурдяев, М.Д. Брагинский, В.А. Савельев, Д.И. Зеляев.

191. A.c. № 787671 СССР. Секция механизированнйо крепи / A.B. Трубицын, A.A. Трубицын, И.П. Белоногов, М.Л. Шпрехер.

192. A.c. № 1350365 СССР. Устройство для борьбы с пылью / A.B. Трубицын, A.A. Трубицын, Г.С. Забурдяев, И.Г. Ищук, М.Д. Брагинский, Д.И. Зе-ляев, Е.А. Беломойцев, С.В.Удотов.

193. A.c. № 1423746 СССР. Устройство для борьбы с пылью / A.B. Трубицын, A.A. Трубицын, Г.С. Забурдяев, И.Г. Ищук, М.Д. Брагинский, Д.И. Зе-ляев, Е.А. Беломойцев, C.B. Удотов.

194. A.c. № 1218142 МКИ Е 21 F5/04 Ороситель / A.B. Трубицын, A.A. Трубицын, Г.С. Забурдяев, М.Д. Брагинский, Д.И. Зеляев./ ВостНИИ; Заяв. 13.01.84; Опубл. В Б.И.- 1986. № 10.

195. П.№ 2057946. Оросительное устройство погрузочно-перегрузочных пунктов в горных предприятиях / В.Т.Медведев, А.А.Трубицын, С.М.Авраменко,В .А.Журавлев

196. A.c. № 787671, Е 21 D 23/04, Е 21 F 5/20. Секция механизированной крепи / A.B. Трубицын, И.П. Белоногов, М.З. Шпрехер, A.A. Трубицын; ВостНИИ; Заявл. 26.12.1978; Опубл. в Б.И. 1980. - № 46.

197. A.c. № 10216, 6 Е 21 F 5/00. Устройство для локализации взрывов пыли и газа в шахтах / A.A. Трубицын, В.Т. Медведев, Н.В. Трубицына, А.П. Анисимов, В.Д. Алферов, A.B. Медведев; ВостНИИ; Заявл. 02.02.1998; Опубл. в Б.И. 1999. - № 6.

198. A.c. № 11266, 6 Е 21 F 1/00. Устройство для удаления пыли и газа при механизированной проходке горных выработок / A.A. Трубицын, В.Т. Медведев, Н.В. Трубицына, М.С. Попов; ВостНИИ; Заявл. 18.02.1999; Опубл. в Б.И. 1999. - № 9.

199. Свидетельство на полезную модель № 10216 «Устройство для локализации взрывов пыли и газа в шахтах», прирост 02.02.98 г., кл E21F 5/00//266

200. Трубицын A.A., Медведев В.Т., Трубицына Н.В., Анисимов А.П., Алферов В.Д., Медведев A.B.- 16.06.99 г., бюлл. №6 (Изобретения, полезные модели)

201. Свидетельство на полезную модель № 12181 «Устройство для борьбы с пылью на проходческом комбайне избирательного действия» приоритет 06.04.99 г., кл. E21F 5/00// Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Медведев A.B., Рычковский В.М., Кондаков В.М., Ермаков А.Ю.

202. Свидетельство на полезную модель № 12182 «Устройство для удаления пылегазовой смеси из забоя тупиковой выработки», приоритет 13.04.99 г., кл E21F 5/00// Трубицын A.A., Трубицына Н.В., Медведев A.B.