Badania w warunkach „in situ”

Rosnąca koncentracja robót górniczych oraz wzrost mocy instalowanej w maszynach powoduje stały wzrost ilości pyłów wytwarzanych w wyrobiskach górniczych. Ilośd i jakośd wytwarzanego w czasie urabiania pyłu zależy od typu węgla, warunków eksploatacji i sposobu urabiania, wilgotności itp.. Nie ma jednoznacznych funkcji opisujących wydzielanie pyłu w zależności od rodzaju węgla i warunków urabiania. Uruchamiając ścianę, należy przy doborze wyposażenia uwzględnid czynnik zapylenia. Rzutują na nie (zapylenie) parametry pracy kombajnu, jakośd noży kombajnowych i wiele innych szczegółów mogących decydowad o zapyleniu powietrza, które należy obniżad do poziomu wymaganego normatywami, nie zapominając przy tym o maksymalizacji produkcji [52]. W ramach rozpoznania tego zagrożenia i skuteczności działania środków profilaktycznych stosowanych w kopalniach, WUG przeprowadził szereg badao na kopalniach węgla kamiennego [48].

W okresie od 1997 roku do 1999 roku rozpoznaniem objęto dziewięd kopalo węgla kamiennego. Pomiary stężeo zapylenia prowadzone były miernikami CIP–10, na ponad stu

45 indywidualnych stanowiskach zlokalizowanych w 20 wyrobiskach ścianowych i na ponad trzydziestu stanowiskach w 10 wyrobiskach korytarzowych drążonych kombajnami [48].

Pomiary stężeo zapylenia powietrza prowadzone były zgodnie z normowymi wymogami [65+ i w większości przypadków prowadzone były przez okres trwania zmiany roboczej bez wymiany przyrządów. Powyższe spowodowało, że w trakcie niektórych pomiarów na filtrach osadzała się masa pyłu większa niż 50 mg, tj. powyżej dopuszczalnej masy dla zrealizowania prawidłowego pomiaru tymi przyrządami. Ponieważ średnio podczas trwania pomiaru przez przyrządy przepływało około 3 m³ powietrza stąd można przyjąd, że wyniki stężeo zapylenia większe niż 16 mg/m³ są zaniżone [48+. Ten sposób przeprowadzenia pomiarów spowodował również uśrednienie wyników zapylenia na stanowiskach pracy i przez to nie pozwolił na ujawnienie najwyższych poziomów stężeo zapylenia np. podczas urabiania kombajnami calizny węglowej. Wyniki pomiarów w odniesieniu do zawartości wolnej krzemionki i wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) przedstawiono w tabelach 2.4 ÷ 2.8.

Tabela 2.4. Wyniki pomiarów na stanowisku pracy kombajnisty w wyrobisku korytarzowym [48]

Zawartośd krzemionki [%]i

Liczba wyników pomiarów

poniżej NDS NDS ÷4xNDS 4xNDS ÷9xNDS 9xNDS ÷ 20xNDS powyżej 20xNDS

> 2 – – – – –

2 ÷ 10 – – 6 2 –

10–50 – 3 1 5 3

46

Tabela 2.5. Wyniki pomiarów na stanowisku pracy usytuowanych 40 m od przodku wyrobiska korytarzowego [48]

Zawartośd krzemionki [%]i

Liczba wyników pomiarów poniżej NDS NDS ÷4xNDS 4xNDS ÷9xNDS 9xNDS ÷ 20xNDS powyżej 20xNDS > 2 – – – – – 2 ÷ 10 1 3 2 – – 10–50 – 2 1 – 2 < 50 – 3 – – –

Tabela 2.6. Wyniki pomiarów na stanowisku pracy usytuowanych w prądach wlotowych powietrza do ścian [48]

Zawartośd krzemionki [%]i

Liczba wyników pomiarów poniżej NDS NDS ÷4xNDS 4xNDS ÷9xNDS 9xNDS ÷ 20xNDS powyżej 20xNDS > 2 3 – – – – 2 ÷ 10 6 6 – – – 10–50 3 1 – – – < 50 – – – – –

Tabela 2.7. Wyniki pomiarów na stanowisku pracy usytuowanych w polach objazdowych ścian [48]

Zawartośd krzemionki [%]i

Liczba wyników pomiarów

poniżej NDS NDS ÷4xNDS 4xNDS ÷9xNDS 9xNDS ÷ 20xNDS powyżej 20xNDS

> 2 – 3 3 4 –

2 ÷ 10 1 11 7 4 4

10–50 – 3 4 7 4

47

Tabela 2.8. Wyniki pomiarów na stanowisku pracy usytuowanych w prądach wylotowych ze ścian [48]

Zawartośd krzemionki [%]i

Liczba wyników pomiarów

poniżej NDS NDS ÷4xNDS 4xNDS ÷9xNDS 9xNDS ÷ 20xNDS powyżej 20xNDS

> 2 – 2 1 1 –

2 ÷ 10 – 7 3 – 1

10–50 – – – 1 2

< 50 – – – – –

Specjaliści z Kopalni Doświadczalnej „Barbara” Głównego Instytutu Górnictwa przeprowadzili badania zapylenia dla dwunastu przodków ścianowych. Dla określenia wpływu warunków geologiczno–górniczych w ścianie dokonano porównania odpowiednich parametrów w 6 ścianach o najniższym zapyleniu i 6 ścianach o najwyższym zapyleniu [52].

Pomiary zapylenia wykonano pyłomierzami fotometrycznymi typu Hund TM Digital µP z ciągłym pomiarem oraz indykacją zmienności chwilowych wartości stężenia zapylenia. Pyłomierze te pozwalają na dokładny pomiar wartości stężeo zapylenia, jaki i ich zmienności. Wyniki pomiarów stężeo zapylenia w ścianie o dużej koncentracji wydobycia pokazuje tabela 2.9.

48

Tabela 2.9. Wyniki pomiarów stężeo zapylenia w ścianie o dużej koncentracji wydobycia [52]

Miejsce pomiaru

Stężenie zapylenia frakcją wdychaną

[mg/m³]

Źródło zapylenia ^Liczba zatrudnionych

Świeże powietrze 0,18 –

5 m od wlotu ściany 2,0 odstawa urobku

10 m przed kombajnem 1,77 odstawa urobku 2–dolna wnęka

Stanowisko kombajnisty od strony

świeżego powietrza ^{2,0 odstawa, urabianie 1 – kombajnista}

Stanowisko kombajnisty od strony

zapylonego powietrza ^{1,89 odstawa, urabianie}

1 – kombajnista 1– przodowy 3,20 m za kombajnem 3,5 odstawa, urabianie 2–operatorzy 8,5 ^{odstawa, urabianie,} przesuwanie obudowy 6,74 zapylenie średnie

5 m od wylotu ze ściany 4,0 odstawa, urabianie ^{3– rabunkarze}

obudowy

15 m od wylotu ze ściany 3,7 odstawa, urabianie 3– transport

Dokonano również pomiarów zapylenia frakcji wdychanej przy pomocy pyłomierzy typu CIP–10. Pomiary te pokazały, że zapylenie pyłami frakcji wdychanej na stanowisku kombajnisty zawiera się w granicach 23–135 mg/m³ w górnej wnęce 32–55 mg/m³ [52].

Kolejnym przykładem badao w warunkach in–situ są badania w KWK „Borynia” w przodkach chodnikowych drążonych kombajnami. Ograniczenie zapylenia powietrza odbywa się przez stosowanie intensywnego zraszania organu urabiającego oraz odpylaczy. Każdy kombajn wyposażony jest w baterie zraszające w kształcie podkowy, na której zainstalowanych jest 9 dysz typu FBB–41 oraz dodatkowo w 2 dwie dysze typu Halemba, umieszczone na wysięgniku głowicy urabiającej kombajnu. Do zraszania używano wody ze środkiem zwilżającym Cabo. Pomiary zapylenia powietrza gdzie w całości występował węgiel wykazały, że przy niestosowaniu zraszania zapylenie całkowite wynosiło ok. 60 mg/m³ a przy występowaniu łupku piaszczystego wzrastało do ok. 90 mg/m³. Przy stosowaniu

49 w pełni sprawnych urządzeo zraszających oraz zastosowaniu środka zwilżającego, zapylenie powietrza w przodkach korytarzowych z kombajnami kształtuje się następująco:

Przy obecności w przekroju chodnika 100% węgla

 zapylenie całkowite śr. – 26 mg/m³

 zapylenie respirabilny śr. – 6 mg/m³

Przy obecności w przekroju chodnika ok. 50 % węgla i ok. 50 % łupku piaszczystego:

 zapylenie całkowite śr. – 35 mg/m³

 zapylenie respirabilny śr. – 9 mg/m³

Wg przybliżonej oceny, stosowane w pełni sprawne układy zraszające pozwalają na obniżenie zapylenia całkowitego o ok. 60 %.

50