Оцінка вмісту надмалих частинок в продуктах руйнування гірських порід насичених поверхнево-активними речовинами

D.V.  Saveliev; O.V.  Stolbchenko; I.M. Cheberiachko

doi:10.31498/2225-6733.41.2020.226208

Authors

D.V. Saveliev Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0738-3273
O.V. Stolbchenko Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-2003-4382
I.M. Cheberiachko Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-6193-5729

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.41.2020.226208

Keywords:

умови праці, дрібнодисперсний пил, рентгеноструктурний аналіз, поверхнево-активні речовини

Abstract

The paper considers the issue of reducing the fine fraction of dust (with a particle size of less than 3 microns), which is formed in the air of the mine atmosphere during drilling-and-blasting operations. These emissions form the working conditions of workers that are not permissible according to sanitary standards. These studies are aimed at developing measures to reduce the intake of fine dust into the mine atmosphere, which causes occupational diseases of miners. With the help of X-ray structural analysis, the granulometric composition of the dust-like particles of the coal-rock mass, treated with surfactants, has been studied. X-ray structural studies were carried out on DRON-3 installation according to the standard technique; Cu-K_α radiation tube being used as an X-ray beam source. Rocks, the destruction of which is carried out using the energy of the explosion, served as samples; they being hard monomineral limestones with an admixture of quartz and polymineral sandstones including quartz, feldspars, carbonates and pyrite. Blast loads destroyed dry samples and samples weakened by the action of various surfactants. The surfactant used was 10% solution of soda ash Na₂CO₃ and sodium bicarbonate NaHCO₃, milk of lime with a 18.9% calcium hydroxide concentration. Analysis of the X-ray diffraction patterns of the destruction of the samples by the explosion showed that the number of ultra-small particles in the samples significantly decreases when they are treated with a 10% sodium bicarbonate solution (Na₂CO₃). A change in the destruction mechanism of a coal-rock mass under the action of surfactants contributes to a decrease in the concentration of dust in an underground working due to the rapid settling of dust-like particles under the influence of gravitational forces. Studies show that X-ray diffraction analysis is a reliable way to monitor the effectiveness of various types of surfactants. The results of these studies can be used to develop new, safer ways of cutting expioration and excavation workings in coal mines

Author Biographies

D.V. Saveliev, Dnipro University of Technology, Dnipro

Кандидат технічних наук, доцент

O.V. Stolbchenko, Dnipro University of Technology, Dnipro

Кандидат технічних наук, доцент

I.M. Cheberiachko, Dnipro University of Technology, Dnipro

Кандидат технічних наук, доцент

References

Кулинич В.Д. Исследование влияния поверхностно-активных веществ на прочностные характеристики скальных горных пород при различных типах воздействия / В.Д. Кулинич, В.В. Воробьев, В.Н. Чебенко // Сучасні ресурсоенергозберігаючі технології гірничного виробництва. – 2017. – Вип. 2/2017 (20). – С. 43-49.

Жилин А.С. Использование поверхностно-активных веществ для повышения качества дробления горных пород / А.С. Жилин // Записки горного института. – Санкт-Петербургский горный университет. – 2003. – Т. 155, часть 2. – С. 62-65.

Влияние поверхностно-активных веществ на изменение прочностных характеристик горных / Я.С. Долударева, Т.Ф. Козловская, В.Д. Лемижанская, А.И. Комир // Сучасні ресурсоенергозберігаючі технології гірничого виробництва. – 2012. – Вип. 1. – С. 8-16. 10.30686/1609-9192-2023-6-162-165

Активизация процессов зарождения и развития трещин в поверхностно-активной среде при разработке пород невзрывчатыми разрушающими составами / О.Г. Латышев, И.С. Осипов, А.Н. Еремизин, К.А. Карасев // Известия вузов. Горный журнал. – 2012. – № 1. – С. 115-118.

Латышев О.Г. Использование поверхностно-активных веществ в процессах бурения горных пород / О.Г. Латышев, О.О. Казак // Вектор Геонаук. – 2018. – Т. 1, № 2. – С. 29-37.

Леушева Е.Л. Анализ способов понижения твердости горных пород и методик выбора поверхностно-активных веществ для повышения эффективности буровых работ / Е.Л. Леушева, Н.И. Николаев // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология, нефтегазовое и горное дело. – 2014. – № 12. – С. 12-21. 10.15593/2224-9923/2014.12.2

Леушева Е.Л. Методика оценки влияния поверхностно-активных веществ на эффективность разрушения горных пород при бурении скважин / Е.Л. Леушева, М.В. Турицына // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2013. – № 1. – С. 237-239.

Кременев О.Г. Закономерности дисперсного состава шахтной пыли в горных выработках угольных шахт Донбасса / О.Г. Кременев, В.Ю. Деревянский, В.А. Сергеев // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах. – 2013. – № 2. – С. 152-164.

Mukherjee A.K., Bhattacharya S.K., Saiyed H.N. Assessment of respirable dust and its free silica contents in different Indian coalmines / A.K. Mukherjee, S.K. Bhattacharya, H.N. Saiyed // Industrial health. – 2005. – № 43. – Pp. 277-284. https://doi.org/10.2486/indhealth.43.277

Уменьшение пылегазового загрязнения атмосферы при производстве массовых взрывов на карьерах / И.Т. Мислибаев, Ш.Ш. Заиров, А.Б. Тухташев, М.Ж. Норматова // Известия ВУЗов. Горный журнал. – 2017. – № 2. – С. 39-43.

Rai R. Determination of dust generation potential number using rock properties / R. Rai, S. Gupta, S. Rattan // Journal of Mines, Metals & Fuels. – 2007. – № 53. – Pp. 65-68.

Данильченко С.М. Рентгенодифракційні методи дослідження кристалічних матеріалів / С.М. Данильченко, В.М. Кузнецов, І.Ю. Проценко. – Суми : Сумський державний університет. – 2019. – 135 с.

Вегман Е.Ф. Кристаллография, минералогия, петрография и рентгенография / Е.Ф. Вегман, Ю.Г. Руфанов, Н.Н. Федорченко. – М. : Металлургия, 1990. – 262 с.