Способы и средства создания оптимальных условий микроклимата на горнодобывающих предприятиях

Создание оптимальных метеорологических условий в производственных помещениях является сложной задачей, решение которой может осуществляться в следующих направлениях.

Рациональные объемно-планировочные и конструктивные решения производственных зданий. Горячие цехи размещают по возможности в одно- и двухпролетных зданиях. Внутренние дворы располагают так, чтобы обеспечивалось их хорошее проветривание. По периметру здания не рекомендуется размещать пристройки, мешающие поступлению свежего воздуха.

Рациональное размещение оборудования. Необходимо избегать размещения остывающих материалов на путях притока свежего воздуха. Для охлаждения горячих изделий следует предусматривать отдельные помещения. Наилучшим решением является размещение теплоизолирующего оборудования в изолированных помещениях или на открытых площадках.

Механизация и автоматизация производственных процессов, позволяющая обеспечить, например, внедрение механической загрузки печей в металлургии, трубопроводного транспорта для жидкого металла и т.п.

Дистанционное управление и наблюдение позволяют во многих случаях вывести человека из неблагоприятных условий. Примером может служить дистанционное управление грузоподъемными кранами в горячих цехах.

Внедрение более рациональных технологических процессов и оборудования, например замена горячего способа обработки металла холодным, пламенного нагрева - индукционным и т.п.

Рациональная тепловая изоляция оборудования. Существует много различных видов теплоизоляционных материалов, удовлетворяющих общим требованиям охраны труда к ним (негорючесть, неядовитость и др.). К таким неорганическим материалам относятся диатомит, асбест, асбоцемент, сивелит, слюда, вермикулит, минеральные вата и войлок, стекловата и стеклоткань, пеностекло, ячеистый бетон, пенобетон, керамзит, пемза и др. Органическими изоляционными материалами являются пробковые, торфоизоляционные и древесноволокнистые плиты, древесные опилки, пенопласт и др.

Защита работающих различными видами экранов. Применяются экраны для экранирования источников теплового излучения и для экранирования рабочих мест. По принципу действия экраны бывают теплоотражательные, теплоотводящие, теплопоглощающие и комбинированные.

Рациональная вентиляция и отопление являются наиболее распространенными способами нормализации микроклимата в производственных помещениях.

Рационализация режимов труда и отдыха достигается сокращением продолжительности рабочей смены, введением дополнительных перерывов, созданием условий для эффективного отдыха в помещениях с нормальными метеорологическими условиями. Для работающих на открытом воздухе в зимних условиях оборудуют комнаты обогрева, где температуру поддерживают несколько выше комфортной.

Более укрупненно производственные помещения (заводы, фабрики, цехи, лаборатории и т.п.) по создаваемым в них микроклиматическим условиям можно подразделить на две основные группы.

Первая группа - помещения с комплексом технологических и других факторов, вызывающих в них повышение температуры воздуха (например, сушильные отделения, котельные). В них необходимо теплоизолировать наружные поверхности оборудования и теплопроводов. Если это не приемлемо, то для снижения выделения тепла в рабочую зону следует установить кожуха-экраны из металла или асбеста с воздушной прослойкой. Для удаления нагретого воздуха и обеспечения доступа на его место наружного воздуха необходимо оборудовать эти помещения приточ- но-вытяжной механической вентиляцией.

Вторая группа - помещения с комплексом факторов, обусловливающих в них понижение температуры воздуха (например, склады холодного хранения). В них рабочие места следует защищать от проникновения потоков холодного воздуха созданием шлюзов, тепловых воздушных завес и др.

Во всех производственных помещениях следует также устанавливать в оконных переплетах открывающиеся фрамуги или жалюзи и постоянно следить за сохранностью остекления оконных проемов.

Нормальные микроклиматические условия в кабинах машин можно создавать, применяя одновременно активные и пассивные средства.

К активным средствам можно отнести кондиционирующие, фильтро-вентиляционные и вентиляторные установки. С их помощью осуществляется обработка поступающего в кабину воздуха с полным или частичным его охлаждением.

Пассивные средства применяются для снижения поступления тепла извне в кабину машиниста. Из них наиболее распространенными являются: окраска поверхностей в цвет, имеющий наиболее высокий коэффициент отражения света (например, светло-голубой), теплоизоляция и экранирование металлических ограждений (например, пенопластом ПХВ-Э толщиной 15-30 мм), защита прозрачных ограждений (например, с помощью светочувствительной пленки ПЭТФ, наклеиваемой на верхнюю треть площади остекления). Пассивные средства могут существенно (до 70-80%) уменьшать поступление тепла в кабину машины.

Для создания нормального микроклимата в кабинах машин, работающих круглосуточно в течение всего года, целесообразно оборудовать их кондиционирующими установками, которые через 15-20 мин с момента начала их работы позволяют установить температуру воздуха в кабине в комфортных или близких к ним пределах.

Обеспечение нормальных климатических условий труда в горных выработках осуществляется путем:

- совершенствования вентиляции, в частности увеличения количества воздуха, подаваемого в шахту, сохранения пути его движения от воздухоподающего ствола до рабочих забоев, применения нисходящего проветривания забоев с увеличенными скоростями движения воздуха;

- снижения относительной влажности воздуха, что позволит улучшить теплоотвод от организма человека за счет испарения влаги с поверхности тела;

- размещения оборудования, выделяющего тепло (трансформаторов, насосных и аккумуляторных станций), на горизонтах и в выработках с исходящей струей воздуха или обособленно проветриваемых;

- кондиционирования воздуха, подаваемого в горные выработки;

- отработки очистных забоев обратным ходом, что позволяет избежать потерь воздуха.

С увеличением глубины горных работ все более ухудшается тепловой режим, что требует применения кондиционирования воздуха. Последнее осуществляется с помощью кондиционеров.

Для работы на поверхности шахты могут применяться любые холодильные установки. При этом требуется более глубокое охлаждение воздуха, чем в подземных холодильных установках. Наиболее пригодны для работы на поверхности компрессорные холодильные машины, главным образом фреоновые. В качестве хладоагента могут быть использованы фреон-12 и фреон-22.

Фреон-12 (F2CI2) - газ без цвета, со слабым запахом, который ощущается при массовой -концентрации более 20%, неядовит, невзрывоопасен. Однако в результате взаимодействия с открытым огнем фреон разлагается с образованием фосгена, который ядовит. Фреон-22 (CHF2CI) так же опасен, как и фреон-12.

При выборе месторождения воздухоохладителей и расчете их параметров следует учитывать допустимые перепады температур воздуха до и после охлаждения (табл. 8.3).

Таблица 8.3

Допустимые перепады температур воздуха

Температура воздуха до охлаждения, °С	Допустимые температурные перепады, °С, при скорости ветра, м/с
2,0	1,5		0,5

 

К поверхностным холодильным установкам предъявляют следующие требования:

- здания холодильных машин должны располагаться на расстоянии не менее 100 м от места забора воздуха для вентиляции шахты;

- между кипящим в испарителе холодильной машины хладоагентом и хладоносителем, направляемым в шахту или входящим в соприкосновение с вентиляционной струей, должен находиться промежуточный хладоноситель - вода или рассол;

- ряд других, в частности относящихся к применению аммиачных холодильных машин.

К подземным холодильным установкам предъявляют более высокие требования, чем к поверхностным:

- взрывобезопасное исполнение электродвигателей компрессоров и насосов;

- состав хладоагента, исключающий возможность образования смеси с воздухом, метаном или угольной пылью, опасной в отношении взрыва или пожара;

- использование в качестве хладоносителя рассола, очищенной шахтной или питьевой воды;

- обособленная вентиляция в камерах, где размещаются холодильные машины;

- обязательный автоматический контроль концентрации метана в воздухе камеры.

Для предупреждения охлаждения организма работающих в воздухоподающих выработках и предупреждения обмерзания стволов производится подогрев 20-25% воздуха, подаваемого в шахту, паровыми калориферами или электрокалориферами до температуры 60-70°С.

При проходке шахтных стволов применяют временные калориферные установки, нагреваемые паром, поступающим из котельной.

Тепловой режим в шахтах, расположенных в районах многолетней мерзлоты, отличается от обычных шахт. Подогрев подаваемого в шахту воздуха в этих условиях может привести к размораживанию пород вокруг выработок, что вызовет опасность обрушений и увеличение объема работ по их поддержанию. Рекомендуется в зимний период подогревать весь воздух, поступающий в рудник, а в летнее время полностью охлаждать его с таким расчетом, чтобы температура воздуха всегда была несколько ниже температуры мерзлых пород.

Воздух, подаваемый по термоизолированным воздуховодам в подземные камеры, где люди заняты малоподвижной работой, подогревается местными электрокалориферами и лампами инфракрасного излучения.

Рассмотрим вопросы снегозащиты при ведении работ на открытом воздухе, в частности в карьере.

В зависимости от розы ветров и розы скоростей для выработок и сооружений карьера предусматривается комплекс мероприятий по снегозащите. При строительстве карьера капитальные траншеи и фронт работ по возможности располагают по направлению ветров, господствующих в зимний период. Во время эксплуатации карьера все мероприятия по борьбе со снегом предусматривают защиту выработок и сооружений от снежных заносов и механизированную уборку снега.

Основные средства защиты от снега карьера и транспортных коммуникаций на поверхности - живая изгородь из деревьев хвойных пород и лесозащитные полосы из древесно-кустарниковых насаждений. Трехрядная лесозащитная полоса (ширина каждой не менее 10 м) задерживает до 60% снега.

Для защиты отдельных объектов в карьере используются постоянные снегозащитные наборы пассивного и активного действия и переносные. Деревянные конструкции снегозащитных заборов выдерживают давление ветра до 50 кг/м², что соответствует скорости ветра 35 м/с. При больших скоростях ветра снегозащитные заборы устанавливаются на железобетонных столбах с панелями из дровяных реек или железобетонных решеток.

При сильной снегозаносимости района применяется двухрядная установка щитов. Расстояние между рядами 60-80 м. При однорядном ограждении щиты устанавливают в линию рядом друг с другом. При двух- или трехрядной защите они могут располагаться в шахматном порядке. Для правильной расстановки щитов необходимо знать направление ветров в течение каждого зимнего месяца. Для этого составляют месячные розы метелей (по аналогии с розой ветров) по наблюдениям нескольких зим.

Снегозащита не обеспечивает стопроцентного задержания снега перед защищаемым объектом, поэтому для обеспечения нормальной работы карьера проводят снегоуборку, которая разделяется на механическую и химическую. Надежная универсальная снегоуборочная машина в карьере для механической уборки - бульдозер с прямым и косым ножами, особенно на пневмоходу. Снег сгребается в места, с которых он не может быть перенесен обратно на очищенную поверхность. Если место для складирования снега найти трудно, его вывозят на специальный снежный отвал за пределы карьера. Уборку снега с железнодорожного пути осуществляют снегоочистителями (плуговыми, таранными и роторными). Высокопроизводительная снегоочистительная техника использует для удаления снега горячую струю реактивных двигателей. Для того чтобы при сдувании снег не таял, к газовой струе примешивают холодный воздух. Удаляют снег с дорог также специальным автомобилем, оборудованным нефтяными и газовыми горелками.

Химическая снегоуборка состоит в смачивании снегового покрова на очищаемой площади растворами различных солей, в результате чего происходит таяние снега. Химический способ применяется для уборки трудно очищаемых механическим путем слоев уплотненного снега и наледи на дорогах, а также на тротуарах в поселке и карьере.