При проведении подготовительных выработок проходческими комбайнами в процессе разрушения горной массы исполнительным органом комбайна, падения отбитой горной массы на почву, а также при отгрузке и перегрузке образуется пыль. Основная масса пыли (95—97%) образуется при отбойке и падении разрушенной массы на почву выработки. Образовавшаяся пыль под действием воздушных потоков, создаваемых вентиляцией, вращением исполнительного органа и падением разрушенной массы, переходит во взвешенное состояние и распространяется сначала по призабойному пространству, а затем по всей проходимой выработке. Опыт эксплуатации проходческих комбайнов показывает, что величина пылеобразования и запыленность воздуха в призабойном пространстве зависят в основном от типов исполнительных органов комбайнов, интенсивности разрушения, влажности, твердости и структуры горной массы, а также от применяемых способов борьбы с пылью.
По данным ВостНИИ, в зависимости от типов исполнительных органов, способа и производительности разрушения угольного забоя средняя запыленность воздуха колеблется от 900 до 3000 мг/м3. Содержание фракции угля в отбитой массе размером менее 0,25 мм, которая главным образом влияет на пылеобразование, составляет от 0,6 до 10%. На интенсивность пылеобразования при работе проходческих комбайнов, наряду со способом дробления угля, влияет также процесс истирания его.
Во многом запыленность зависит от влажности угля. Поэтому на шахтах часто применяется способ нагнетания в пласт воды для предварительного его увлажнения.
На запыленность комбайновых забоев также сказывается проветривание. Действующими факторами в этом случае являются количество подаваемого в забой воздуха и скорость потока, обеспечивающие вынос пыли, интенсивность коагуляции частиц пыли и их осаждение под действием сил инерции.
ВостНИИ установил, что при скорости воздуха 0,2—0,6 м/с запыленность в забое снижается в три раза, а при скорости вентиляционной струи 0,13—0,15 м/с в комбайновом забое накапливается пыль, в результате чего запыленность с течением времени возрастает. При скорости движения воздуха больше 0,6 м/с концентрация пыли также повышается. Поэтому при проведении выработок комбайновым способом минимальной скоростью считается 0,3 м/'с, максимальной — 0,5 м/с и максимально допустимой — 0,6 м/с. Следует иметь в виду, что даже при всех благоприятных | горногеологических условиях одно проветривание не снижает запыленность воздуха до пределов, близких к санитарной норме.
При проведении выработок комбайнами применяют специальные устройства для дополнительного пылегашения. Основными средствами, которые применяются на существующих комбайнах, является система орошения и пылеотсос.
Система орошения комплектуется оросительными устройствами и специальной насосной установкой. При средних сечениях выработок и производительностях комбайнов, давлении у форсунок 12—15 кгс/см2 и расходе воды 45 л/мин эффективность пылегашения составляет 70—80%. Остаточная запыленность воздуха в этом случае остается повышенной и в различных горно-геологических условиях колеблется в пределах 80—600 мг/м*. Во избежание частых засорений распылительных устройств взвешенными примесями в системе орошения предусмотрена механическая очистка воды при помощи фильтров. Вода не должна содержать и бактериологических примесей, так как при орошении часть ее с примесями может попасть в организм человека и вызвать инфекцию. Поэтому для орошения должна применяться питьевая вода (ГОСТ 2374—54). Разрешается применять ее с добавкой смачивателя ДБ в количество 0,2—0,3%.
Допускается также использование шахтной воды при содержании механических взвесей до 50—100 мг/л, коли-титром 300 см3 и активной реакцией рН от 6 до 9,5. Допускаемый максимальный размер твердых частиц в воде равняется 0,5 мм.
Поскольку система орошения не обеспечивает надлежащей очистки воздуха, па комбайнах применяют пылеотсасывающую установку. Применение её предусматривает отсос запыленного воздуха от очагов пылеобразования, последующую коагуляцию пыли и отделение ее в специальных устройствах. Очищенный от пыли воздух выпускается в выработку за местом работы комбайна.
Отсос пыли осуществляется на проходческих комбайнах специальными вентиляторами при помощи диффузоров и через нагнетательную трубу направляется в пылеуловитель, где пыль превращается в шлам и стекает на почву выработки.
Улавливание пыли в системе производится при помощи воды, которая подается на рабочее колесо вентилятора из расчета 10—18 л на 100 м3/мин очищаемого воздуха.
Максимальный эффект по обеспыливанию воздуха при работе проходческого комбайна составляет 98—99% и достигается при отношении количества отсасываемого воздуха к количеству подаваемого в забой для проветривания равном 1—1,3.
Система пылегашения проходческих комбайнов, состоящая из средств орошения и пылеотсоса, дает различную эффективность пылеулавливания (от 89 до 99%) в зависимости от горнотехнических. условий (работы по углю, смешанному забою али породе, начальной запыленности и физических свойств разрушаемой горной массы). При работе комбайнов ПК-ЗМ и 4ПУ по углю остаточная запыленность на различных шахтах составляет 13,7—39 мг/м3 при коэффициенте очистки 96,6—98,3%, при работе в смешанных забоях комбайна ПК-9р — от 30,5 до 90 мг/м3 при коэффициенте очистки 96—97,7%. В породных забоях данные по очистке несколько ниже.
Из этих показателей видно, что коэффициенты очистки во всех случаях примерно имеют одинаковые значения, а остаточная запыленность колеблется в значительных пределах вследствие большой разницы начальной запыленности, которая выше при разрушениях породы, чем при разрушении угля.
