Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке
Выполнено исследование пылеобразования при работе конвейера, представленное как процесс поступления пыли от источника, равномерно распределенного по всей длине выработки. Получено выражение для определения концентрации пыли в выработке при наличии в ней конвейера, с учетом содержания пыли в вентиляц...
Saved in:
| Published in: | Розробка родовищ |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104666 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке / Е.А. Новикова // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 429-433. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859760906026614784 |
|---|---|
| author | Новикова, Е.А. |
| author_facet | Новикова, Е.А. |
| citation_txt | Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке / Е.А. Новикова // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 429-433. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Розробка родовищ |
| description | Выполнено исследование пылеобразования при работе конвейера, представленное как процесс поступления пыли от источника, равномерно распределенного по всей длине выработки. Получено выражение для определения концентрации пыли в выработке при наличии в ней конвейера, с учетом содержания пыли в вентиляционном потоке, пылевыделения конвейера, параметров пыли, выработки и скорости воздушной струи.
Виконано дослідження пилоутворення при роботі конвеєра, представлену як процес надходження пилу від джерела, рівномірно розподіленого по всій довжині виробки. Отримано вираз для визначення концентрації пилу у виробці при наявності в ній конвеєра, з урахуванням вмісту пилу у вентиляційному потоці, пиловиділення конвеєра, параметрів пилу, виробки і швидкості повітряного струменя.
The investigation of dust formation while conveyor operation is carried out. The investigation is presented as the process of dust inflow from source uniformly distributed along the entire mine working length. The expression for determination the dust concentration in mine working in the presence of conveyor there, taking into account dust concentration in air stream, conveyor dust release, mine working and air stream velocity is given.
|
| first_indexed | 2025-12-02T02:54:08Z |
| format | Article |
| fulltext |
429
УДК 622.814 © Е.А. Новикова
Е.А. Новикова
ВЛИЯНИЕ РАБОТЫ КОНВЕЙЕРНОГО ТРАНСПОРТА НА
ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ В ВЫРАБОТКЕ
Выполнено исследование пылеобразования при работе конвейера, представленное как
процесс поступления пыли от источника, равномерно распределенного по всей длине
выработки. Получено выражение для определения концентрации пыли в выработке
при наличии в ней конвейера, с учетом содержания пыли в вентиляционном потоке,
пылевыделения конвейера, параметров пыли, выработки и скорости воздушной
струи.
ВПЛИВ РОБОТИ КОНВЕЄРНОГО ТРАНСПОРТУ НА ЗМІНУ КОНЦЕНТРАЦІЇ ПИЛУ У
ВИРОБЦІ
Виконано дослідження пилоутворення при роботі конвеєра, представлену як процес
надходження пилу від джерела, рівномірно розподіленого по всій довжині виробки.
Отримано вираз для визначення концентрації пилу у виробці при наявності в ній
конвеєра, з урахуванням вмісту пилу у вентиляційному потоці, пиловиділення
конвеєра, параметрів пилу, виробки і швидкості повітряного струменя.
INFLUENCE OF WORK CONVEYING TO CHANGE CONCENTRATION IN THE MINE
WORKING
The investigation of dust formation while conveyor operation is carried out. The investigation
is presented as the process of dust inflow from source uniformly distributed along the entire
mine working length. The expression for determination the dust concentration in mine
working in the presence of conveyor there, taking into account dust concentration in air
stream, conveyor dust release, mine working and air stream velocity is given.
ВВЕДЕНИЕ
Выработки, оборудованные конвейер-
ным транспортом, особенно опасны в от-
ношении возникновения и распростране-
ния по ним взрывов угольной пыли.
Один из основных факторов, обуслов-
ливающих пылевзрывоопасность горных
выработок, является пылеотложение. Осо-
бенно интенсивное пылеотложение на-
блюдается в конвейерных выработках [1].
Это связано с тем, что конвейерные выра-
ботки, в связи с загромождением их кон-
вейером, имеют большую площадь сопри-
косновения с пылью при ее распростране-
нии с воздушным потоком по длине выра-
ботки, а, следовательно, и процессы адге-
зии в конвейерной выработке происходят
более интенсивно. Кроме того, отложение
угольной пыли по длине конвейерной ли-
нии происходит по всей поверхности вы-
работки за счет осаждения пыли из прохо-
дящего воздуха, под роликами холостой
ветви, на роликоопорах, предохранитель-
ных полках, а также на почве выработки за
счет просыпания транспортируемого угля.
430
Потери угля по длине конвейерных вы-
работок зависят от состояния конвейерных
линий, нарушений режима эксплуатации
конвейерных установок, качества стыковки
секций скребковых конвейеров и достига-
ют в отдельных случаях 3% от общего ко-
личества транспортируемого угля [2].
Таким образом, основными процессами
пылеобразования в конвейерных выработ-
ках являются:
– сдувание пыли с грузовой ветви кон-
вейерной ленты;
– накапливание просыпей в подконвей-
ерном пространстве, содержащих до 40%
пыли с последующим ее сдуванием;
– пылеобразование на перегрузке с
конвейера на конвейер.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Интенсивность инерционного осажде-
ния зависит от множества влияющих фак-
торов и до сих пор в достаточной мере не
изучена, более того нет единого мнения и в
характере затухания пульсационной скоро-
сти у стенок выработок. Н. Фукс считает,
что на интенсивность осаждения на стенки
выработок и на препятствия существенно
влияет также электрозаряженность части-
чек. Однако можно согласиться с Н. Фук-
сом, что и в случае инерционного осажде-
ния интенсивность осаждения пропорцио-
нальна концентрации частиц и их подвиж-
ности, определяемой временем релаксации
[3]. Формула описывающая процесс осаж-
дения монодисперсного аэрозоля на участ-
ке сосуда с объемом вV и площадью по-
верхности вS , имеет вид
pTвв nKS
dt
dnV τ= ,
где
μ
γδτ
2
18
1=p – время релаксации час-
тиц; с;
δ – эквивалентный диаметр частиц
пыли, мкм;
γ – плотность частиц пыли, кг/м3;
μ – динамическая вязкость, Па·с;
TK – коэффициент турбулентной диф-
фузии.
Н. Фуксом так же рассмотрено осажде-
ние частиц монодисперсной пыли из тур-
булентного потока в круглом гладком тру-
бопроводе, при равномерном распределе-
нии концентрации частиц пыли по сече-
нию трубопровода при гравитационных
процессах осаждения. Полученное им вы-
ражение имеет вид
−=
UR
gL
expCC p
π
τ2
0 ,
где L , R – длина и радиус трубопровода, м;
U – средняя скорость воздуха в трубо-
проводе, м/с;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
Приведенное выражение может быть
использовано для анализа осаждения аэро-
золей и в горных выработках при преиму-
щественно гравитационном осаждении пы-
ли. Учитывая то, что форма сечения выра-
боток значительно отличается от круглого
трубопровода величину R определим как
P
SR 2= ,
где S – сечение выработки, м2;
P – периметр выработки, м.
После преобразований получим выра-
жение для определения концентрации час-
тиц монодисперсного аэрозоля
−= t
V
KS
expCC p
в
Tв τ0 .
С учетом выражения (6) [4] и величин
U
Lt = ,
RS
P
V
S
в
в 2== введем коэффициент
1B , характеризующий совместное воздей-
ствие инерционных и гравитационных сил
( )π
πμ
γ
μ
γ
πμ
γ
T
T Kg
UR
L
UR
LK
UR
gLB +=+=
9991 .
431
Окончательно с учетом гравитационно-
го и инерционного осаждения
1
0 Bb
bCC
+
= (1)
или в развернутом виде, с учетом введен-
ных обозначений
( )[ ]πγσπμ
πμ
Th KgLUR,
UR,CC
++
= 20
54
54 . (2)
После несложных преобразований и
ввода обозначения
( )
R,
KgB Th
πμ
πγσ
54
2
2
+
= (3)
получим
U
LBCC
2
0
1
1
+
= или
U
LB
CC
2
0
1+
= .
Величина
U
LB21
1
+
(4)
характеризует осаждение пыли по длине
выработки.
При анализе процессов образования и
распространения пыли в горных выработ-
ках учтены основные факторы, влияющие
на процесс образования и распространения
пыли. Однако существует много других
второстепенных факторов, которые в ка-
кой-то мере способны повлиять на распре-
деление частиц пыли.
Выражение для определения изменения
концентрации пыли по длине выработки
(1) учитывает точечный источник пылеоб-
разования. Однако в конвейерной выра-
ботке источники пылеобразования распре-
делены по длине. Поэтому при наличии
конвейеров, выражение требует уточнения.
Рассмотрим изменение концентрации
пыли по направлению движения воздуха в
конвейерной выработке длиной L (рис. 1).
Пылеобразование при работе конвейера
представим как процесс поступления пыли
от источника, равномерно распределенно-
го по всей длине выработки. Интенсив-
ность пылеобразования с единицы длины
конвейера выразим через плотность потока
частиц пыли, приходящихся на долю кон-
вейера j , мг/с·м.
Рис. 1. Схема определения концентрации
витающей пыли
Таким образом, для стационарного
процесса образования частиц пыли с ин-
тенсивностью j в стабилизированной зоне
конвейерной выработки сечением Sк, изме-
нение концентрации пыли ( )LC по длине
конвейера L в вентиляционном потоке
движущегося со средней скоростью срv ,
может быть записано в виде
( )
сркS
jLLC
υ
= . (5)
Пыль, образовавшаяся в результате ра-
боты конвейера (распределенный по длине
источник пылеобразования), а также веде-
ния технологических работ по отбойке угля
от массива горных пород (точечный источ-
ник), оседает по длине конвейерной выра-
ботки под действием гравитационных,
инерционных, электростатических и других
сил, в результате чего ее концентрация в
вентиляционном потоке изменяется. Кроме
того, динамика реальной аэродисперсной
системы осложнена различными процесса-
ми взаимодействия частиц с окружающей
средой. Для взвешенных частиц, движу-
щихся в горной выработке, интенсивность
оседания определяется концентрацией пыли
в воздухе и скоростью воздушного потока.
С учетом осаждения пыли (4), образо-
вавшейся в результате работы конвейера, и
(5), выражение для определения изменения
концентрации пыли примет вид
432
( ) ( )LBS
jLLC
срк
к
2+
=
υ
.
Зависимости концентрации угольной
пыли от координаты длины горной выра-
ботки с учетом концентрации пыли обра-
зовавшейся в результате выполнения тех-
нологических работ (2), описывающей
процесс изменения концентрации угольной
пыли по длине выработки с учетом грави-
тационного и инерционного осаждения, в
окончательной форме будет иметь сле-
дующий вид
( )LBS
jL
LB
CC
срк
ср
22
0
1 +
+
+
=
υ
υ
или
ср
срк LBS
jLCC
υ
υ 2
0
1
1
+
+= .
С учетом (3)
( ) ( )
R,
LKgSUS
jL
UR,
LKg
CC
Thк
к
Th
πμ
πγσ
πμ
πγσ
⋅
+
+
+
⋅
+
+
=
5454
1
22
0 . (6)
Второе слагаемое в правой части урав-
нения (6) характеризует процесс пылеобра-
зования при работе конвейера. При доста-
точно большой длине конвейерных выра-
боток ( ∞→L ) концентрация пыли в них
определяется в основном процессом пыле-
образования от работающего конвейера.
Так как источник распределен по длине, то
удельное пылеобразование от конвейера
выражается величиной
( )2BS
jC
срк
к +
=
υ
.
ВЫВОДЫ
Получены выражения, позволяющие
рассчитать концентрацию и дисперсный
состав рудничных аэрозолей по длине и
высоте горных выработок при наличии
гравитационного и инерционного осажде-
ния частиц, изменение концентрации пыли
по длине выработки при наличии в ней
конвейера, с учетом содержания пыли в
вентиляционном потоке, пылевыделения
конвейера, параметров пыли, выработки и
скорости воздушной струи.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Колесник В.Е. Моделирование процесса распро-
странения пыли по длине горной выработки при посто-
янно действующем источнике / В.Е. Колесник // Науко-
вий вісник НГА України. – 2001. – № 2. – С. 49 – 52.
2. Голинько В.И. Анализ процесса пылеобразования
при добыче и транспортировке полезных ископаемых
/ В.И. Голинько, Я.Я. Лебедев, Е.А. Новикова // Школа
подземной разработки: материалы междунар. научн.-
практ. конф. – Д.: ЛізуновПрес, 2010. – С. 126 – 135.
3. Новикова Е.А. Динамика рудничных аэрозолей,
образовавшихся при добыче и транспортировке полез-
ных ископаемых / Е.А. Новикова // Збірник наукових
праць НГУ. – 2010. – № 35, Т. 1. – С. 167 – 177.
4. Голинько В.И. Изменение концентраци и дисперс-
ного состава пыли по длине конвейерных выработок
угольных шахт / В.И. Голинько, Я.Я. Лебедев, Е.А. Нови-
кова // Зб. наук. праць ДДТУ. – Дніпродзержинськ,
2010. – Вип. 2 (15). – С. 319 – 327.
433
ОБ АВТОРАХ
Новикова Елена Александровна – к.т.н., доцент
кафедры управления на транспорте Национального
горного университета.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-104666 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2415-3435 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T02:54:08Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Новикова, Е.А. 2016-07-13T11:38:09Z 2016-07-13T11:38:09Z 2015 Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке / Е.А. Новикова // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 429-433. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2415-3435 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104666 622.814 Выполнено исследование пылеобразования при работе конвейера, представленное как процесс поступления пыли от источника, равномерно распределенного по всей длине выработки. Получено выражение для определения концентрации пыли в выработке при наличии в ней конвейера, с учетом содержания пыли в вентиляционном потоке, пылевыделения конвейера, параметров пыли, выработки и скорости воздушной струи. Виконано дослідження пилоутворення при роботі конвеєра, представлену як процес надходження пилу від джерела, рівномірно розподіленого по всій довжині виробки. Отримано вираз для визначення концентрації пилу у виробці при наявності в ній конвеєра, з урахуванням вмісту пилу у вентиляційному потоці, пиловиділення конвеєра, параметрів пилу, виробки і швидкості повітряного струменя. The investigation of dust formation while conveyor operation is carried out. The investigation is presented as the process of dust inflow from source uniformly distributed along the entire mine working length. The expression for determination the dust concentration in mine working in the presence of conveyor there, taking into account dust concentration in air stream, conveyor dust release, mine working and air stream velocity is given. ru УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України Розробка родовищ Охорона праці Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке Вплив роботи конвеєрного транспорту на зміну концентрації пилу у виробці Influence of work conveying to change concentration in the mine working Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке Новикова, Е.А. Охорона праці |
| title | Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке |
| title_alt | Вплив роботи конвеєрного транспорту на зміну концентрації пилу у виробці Influence of work conveying to change concentration in the mine working |
| title_full | Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке |
| title_fullStr | Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке |
| title_full_unstemmed | Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке |
| title_short | Влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке |
| title_sort | влияние работы конвейерного транспорта на изменение концентрации пыли в выработке |
| topic | Охорона праці |
| topic_facet | Охорона праці |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104666 |
| work_keys_str_mv | AT novikovaea vliânierabotykonveiernogotransportanaizmeneniekoncentraciipylivvyrabotke AT novikovaea vplivrobotikonveêrnogotransportunazmínukoncentracíípiluuvirobcí AT novikovaea influenceofworkconveyingtochangeconcentrationinthemineworking |