УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСЛАНЦЕВАНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Устройство для оценки качества осланцевания горных выработок
Полезная модель относится к горной промышленности, а именно, к технике безопасности при ведении горных работ, и может быть использована для контроля, в том числе и для экспресс-оценки, качества осланцевания горных выработок, проводимой с целью профилактики взрывов отложений угольной пыли, при разработке и проведении мероприятий, которые должны осуществляться согласно графиков, составляемых на основании установленных нижних пределов взрываемости угольной пыли, интенсивности пылеотложения в выработках и др.
Известно устройство для контроля пылевзрывобезопасности выработок по влажности пыли (авторское свидетельство СССР № 417638, кл. Е 21F 5/00, опубликовано в 1974 г., Б. № 8). Известное устройство содержит аспиратор, индикатор, конический осушитель с сеткой, на которой помеш,ен силикогель, трубку с обтюратором и заш,итный зонт. Принцип действия известного устройства заключается в том, что осушенный воздух забирает влагу из поверхностного слоя выработки (смачиваюп,е-связываюш,ее покрытие) и отдает ее индикатору, изменяя цвет последнего. Основным недостатком известного устройства является ограничение области его применения только выработками с пылесвязуюп,ими покрытиями. Кроме того, устройство имеет низкую точность измерения, т.к. отсутствует контроль влажности осушенного воздуха.
Известен пылемер, в основу работы которого положен объемноденситометрический метод измерения (авторское свидетельство СССР № 208327, кл. G 01 N 15/02, опубликовано в 1968 г.) Известный пылемер содержит корпус, в котором помеш,ены источник и приемник света, вторичный прибор, фильтровальная лента с заш,итной пленкой, классификатор пыли и насосное устройство. Известный прибор предназначен для измерения запыленности воздушного потока и пылеотложения в горных выработках. Принцип действия его заключается в том.
что обработанную пробу пыли с номощью насоса распыляют внутри прибора и затем осаждают на фильтрованную ленту. Контроль опасности пылеотложения ведут по светопоглощающей способности пятна пыли на ленте. Основным недостатком известного прибора является низкая точность измерения (±15 %), т.к. на получаемый результат существенное влияние оказывают такие факторы, как петрографический состав угля, влажность и зольность.
Известно устройство для оценки взрываемости пылегазовых смесей при воспламенении их поверхностными разрядами статического электричества, содержащее цилиндрическую камеру с подвижной крыщкой и демпфером, порщень с коронирующим электродом, механизм ввода пробы пыли с дозирующим устройством, разрядный электрод и измерительный блок (авторское свидетельство СССР № 891963, кл. Е 21F 5/00, опубликовано 23.12.1981 г., Б. № 47). Принцип действия известного устройства заключается в том, что на коронирующий электрод подают высокое напряжение, включают механизм перемещения поршня и с помощью дозатора вводят в камеру пробу пыли. После отключения высокого напряжения и подключения разрядного электрода к «земле формируется скользящий разряд. По воспламенению или не воспламенению пылевоздушной смеси судят об опасности разрядов для исследуемой смеси.
К основным недостаткам известного устройства следует отнести:
-сложность конструкции;
-опасность использования для экспресс-оценки в условиях щахт, опасных по взрывам газа и угольной пыли;
-ограниченная область использования по источникам воспламенения пылегазовой смеси.
Предложено устройство для оценки качества осланцевания горных выработок, содержащее цилиндрическую камеру с крыщкой, измерительный блок и дозатор пыли.
Отличием устройства является то, что, оно снабжено датчиком расхода газа, соединенным с измерительным блоком и посредством канала - с цилиндрической камерой, причем камера выполнена съемной и в нее помещена жидкость, вступающая в химическую реакцию с породной составляющей пробы с выделением диоксида углерода.
Отличием является также то, что крышка цилиндрической камеры соединена с камерой посредством резьбы, при этом конец канала, соединяющего цилиндрическую камеру с датчиком расхода газа, встроен в указанную крышку.
Другими отличиями является то, что в канале на участке между крышкой и датчиком расхода газа могут быть установлены емкость для гашения пены и влагопоглотитель, например, патрон с силикогелем.
Основными преимуществами предложенного устройства являются: полная безопасность в обращении, т.к. оно не содержит воспламенителя или компонентов взрывчатой смеси, возможность проведения экспересс-оценки взрывоопасности отложений пыли непосредственно в шахте и достаточная точность оценки. Устройство имеет простую конструкцию и надежно в работе.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид устройства для оценки качества осланцевания горных выработок, на фиг. 2 - съемная цилиндрическая камера.
Устройство для оценки качества оценки качества осланцевания горных выработок содержит съемную цилиндрическую камеру 1 с крышкой 2, соединенные между собой резьбовым соединением. Каналом 3 цилиндрическая камера соединена с датчиком расхода газа 4, причем один конец канала встроен в крышку 2. Соединение крышки с цилиндрической камерой выполнено герметичным. В канал 3 на участке между крышкой и датчиком расхода газа могут быть встроены емкость 5 для гашения пены и влагопоглотитель 6, например, в виде патрона силикогеля. Датчик расхода газа электрически связан с измерительным блоком 7 с индикатором. Датчик расхода газа и измерительный блок могут быть использованы от известных газоанализаторов СО2, выпускаемых в России (газоанализаторы серии ГИАМ-14, 15, ПГА-СОг и др.) и за рубежом (прибор Р2191-КР, ATW-41 и др.). В опытных образцах устройства были использованы датчик расхода воздуха и измерительный блок фирмы «MICRO SWITCH а Honeywell Division.
Работа с предложенным устройством заключается в следующем.
Для проведения оценки качества осланцевания оператор забирает с собой в шахту устройство и набор цилиндрических камер, содержащих расчетный объем жидкости, вступающей в химическую реакцию с карбонатной составляющей пробы с выделением диоксида углерода (СО2). В качестве такой жидкости может быть использована, например лимонная кислота с добавкой этилового спирта для ускорения реакции. Концентрация кислоты и величина добавки спирта определяют время протекания химической реакции. Камеры 1 с жидкостью 8 закрывают герметично колпачками 9. Непосредственно в горной выработке с размещенных в ней подложек отбирают пробы отложивщихся карбонатной (инертной) и угольной пыли, производят усреднение проб и набирают с помощью дозатора пыли 10 навеску массой 5 г. С одной цилиндрической камеры 1 снимают колпачек 9 и в содержащуюся в ней жидкость 8 погружают дозатор 10 с навеской пыли, после чего камеру 1 герметично с помощью резьбы соединяют с крыщкой 2. В камере начинается химическая реакция между кислотой и породной (карбонатной) составляющей пробы пыли с выделением диоксида углерода (COi). Газ по каналу 3 поступает в датчик расхода 4 и затем выходит в атмосферу. Датчик фиксирует поступление газа во времени и эти данные поступают в измерительный блок 7, где обрабатываются и определяется объем диоксида углерода, выделившегося в процессе реакции. Например, реакция длилась 5 минут и за это время выделялось 385 мл СО2. Нредварительными исследованиями установлено, что 1 г карбонатной инертной пыли, используемой на шахте для обработки отложившейся угольной пыли, при взаимодействии с лимонной кислотой выделяет 190-195 мл СОа, а норма осланцевания для данной выработки составляет 60 % .
в результате обработки полученных данных в измерительном блоке 7 следует, что исследуемая навеска пыли массой 5 г содержит 2 г карбонатной пыли и 3 г угольной пыли, т.е. содержание инертной пыли в пробе составляет 66,7 % (показание на индикаторе измерительного блока), т.е. отложившаяся в горной выработке пыль невзрывчатая.
Для проведения следующей оценки производят забор и усреднение очередной пробы пыли, снимают отработавшую цилиндрическую камеру, в новую камеру вводят дозатор с пылью и подсоединяют ее к крышке 2, после чего производят очередное измерение. На поверхности отработавшие камеры промывают, заполняют новыми порциями жидкости и используют их при проведении дальнейших измерений.
Основным преимуш,еством предложенного устройства для оценки качества осланцевания является быстрота и высокая точность оценки. Устройство имеет простую конструкцию, просто в обраш,ении, позволяет произвести необходимые расчеты и определить требуемое для качественной обработки выработки количество инертной пыли.
.
Директор ООО «Кузбасский региоиальиый (горный) центр охраны труда .,   А.А. Трубицын