Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон
Розроблена комплексна технологія виробництва регенеруємих фільтроелементів респіраторів для шахтарів на основі багатошарового спеченого в вакуумі фільтроматеріалу з металевих мікроволокон....
Gespeichert in:
| Datum: | 2004 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
2004
|
| Schriftenreihe: | Физико-технические проблемы горного производства |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/189900 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон / В.Г. Сынков // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 204-207. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-189900 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1899002023-04-30T11:09:58Z Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон Сынков, В.Г. Розроблена комплексна технологія виробництва регенеруємих фільтроелементів респіраторів для шахтарів на основі багатошарового спеченого в вакуумі фільтроматеріалу з металевих мікроволокон. It has been a complex technology of manufacturing the regenerate filter elements of mine respirator from multilayer filter material made of sintering in vacuum of metallic microfibers. 2004 Article Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон / В.Г. Сынков // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 204-207. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2664-1771 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/189900 621.777 ru Физико-технические проблемы горного производства Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Розроблена комплексна технологія виробництва регенеруємих фільтроелементів респіраторів для шахтарів на основі багатошарового спеченого в вакуумі фільтроматеріалу з металевих мікроволокон. |
| format |
Article |
| author |
Сынков, В.Г. |
| spellingShingle |
Сынков, В.Г. Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон Физико-технические проблемы горного производства |
| author_facet |
Сынков, В.Г. |
| author_sort |
Сынков, В.Г. |
| title |
Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон |
| title_short |
Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон |
| title_full |
Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон |
| title_fullStr |
Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон |
| title_full_unstemmed |
Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон |
| title_sort |
регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон |
| publisher |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| publishDate |
2004 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/189900 |
| citation_txt |
Регенерируемые фильтроэлементы противопылевых шахтных респираторов на основе спеченных металлических микроволокон / В.Г. Сынков // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 204-207. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| series |
Физико-технические проблемы горного производства |
| work_keys_str_mv |
AT synkovvg regeneriruemyefilʹtroélementyprotivopylevyhšahtnyhrespiratorovnaosnovespečennyhmetalličeskihmikrovolokon |
| first_indexed |
2025-07-16T12:33:55Z |
| last_indexed |
2025-07-16T12:33:55Z |
| _version_ |
1837806896525869056 |
| fulltext |
УДК 621.777
РЕГЕНЕРИРУЕМЫЕ ФИЛЬТРОЭЛЕМЕНТЫ ПРОТИВОПЫЛЕВЫХ
ШАХТНЫХ РЕСПИРАТОРОВ НА ОСНОВЕ СПЕЧЕННЫХ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МИКРОВОЛОКОН
к.т.н. Сынков В.Г. (ИФГП Н АН Украины)
Розроблена комплексна технология виробництва регенеруемих фшътрое-
лементгв рестратор1в для шахтарьв на основа багатошарового спеченого в ва
куумI фыътроматер1алу з металевих мЫроволокон.
ТНЕ ЫЬТЕК ЕЬЕМЕОТ8 КЕСЖЧЕКАВЬЕ ОР МШЕ КЕ8РШ АТОК
ОР РКОРШ18ТУ РКОМ 8ШТЕШ1ЧС М1СКОГ1ВКЕ8
8упкоу У.С.
II Иаз Ьееп а сотр1ех 1ескпо1оуу о/тапи/ас1ипп§ (Не ге§епегаЫе /П1ег е1е-
теп1$ о/тте ге$р1га{ог/гот тиНПауегфНег та(епа1 тас!е о/зт1егт§ т уасиит о/
те1аИс тюго/'Лгез.
Новые экономические условия работы горно-рудных предприятий
предъявляют повышенные требования к средствам защиты органов дыха
ния шахтеров от угольной и породной пыли по двум основным причинам.
Во первых, отмечается лавинообразный рост заболеваемости шахте
ров (по первому выявлению) пневмокониозами и пылевыми бронхитами
(2000 г. - 492 человека, 2002 г. - 2227 человек). Более 50 тыс. шахтеров
страдают заболеваниями органов дыхания, половина из них продолжают
работать в шахтах, 100 тыс. человек имеет стаж подземных работ свыше
10 лет и в течение ближайших лет они также могут стать инвалидами
вследствие пылевой паталогии. Это подтверждается оценками Донецкого
научного центра охраны труда, согласно которым количество таких забо
левших в ближайшие 3-4 года возрастет в 10-15 раз. Таким образом от
расль может остаться без рабочих ведущих профессий, а компенсации за
утраченный заработок вследствии инвалидности увеличатся в 25 раз, пре
высят фонд оплаты труда и станут несовместимыми с возможностями
Фонда социального страхования Украины [1].
Во вторых, стоимость годового комплекта стандартных фильтроэле-
ментов (ФЭ) из ткани Петрянова (ТП) или ее аналогов для одного рабо
тающего при режиме использования 1 ФЭ/смену составляет 200 грн, а для
250 тыс. горнорабочих Украины 50 млн. грн в год. Причем, экономия за
счет попыток регенерировать ФЭ из ТП в перерывах между сменами в
респираторных отделениях шахт не способствует сохранению здоровья
шахтеров. В течение 2002 г. шахты ПО “Артемуголь” выдавали горнора
бочим по 1 ФЭ на 7-8 смен, а забойщикам - по 1 ФЭ в месяц [2].
204
По поводу такой “экономии” необходимо сказать следующее. Высо
кая эффективность защиты органов дыхания от пыли (99,9%) с помощью
ФЭ из ТП при высокой эффективной площади (500-1000 см2) и достаточно
низком сопротивлении дыханию (5-15 Па) объясняется его мелкодисперс
ной структурой, образованной волокнами полимера с характерным разме
ром поперечного сечения 2-7 мкм и электризацией материала перед ис
пользованием. Нужно подчеркнуть, что электростатический механизм за
хвата пыли дает самый большой вклад в эффективность очистки (60-85%),
а за счет ситового механизма при высокой пористости этого материала (95-
98%) и при среднестатистическом размере поры 20-70 мкм может быть за
держано только 5-25% пыли. Другие известные механизмы захвата пыли
(диффузионный, седиментационный и инерционный) дают 1-7% вклада в
эффективность очистки [3,4].
Влажность воздушной среды в шахте приводит к быстрому стеканию
электростатического заряда с поверхности фильтроматериала (ФМ) из по
лимерных волокон и резкому снижению эффективности очистки. Поэтому,
после сушки и стряхивания пыли в респираторных отделениях шахт, не
имеющих заряжающих устройств, эффективность пылезадержания при по
вторном использовании ФЭ не может обеспечить защиту работающих по
нормам, требуемым ГОСТ 12.4.041-89 “СИЗОД фильтрующие” .
Деградация защитных характеристик этого ФМ объясняется также
существенным превышением пылевой нагрузки против нормативной
(0,2 мг/см2 при влажности 80%), а также нарушением однородности струк
туры материала после механического встряхивания ФЭ, осуществляемого
рабочими при повышении сопротивления дыханию. Согласно концепции
Петря нова [3] противопылевые фильтры из ТП следует использовать для
аэрозолей с содержанием пыли до 200 ПДК, но при отсутствии влаги, при
чем срок годности при концентрации пыли 200-300 мг/м.куб. не должен
превышать одну рабочую смену. Это объясняется высокими адгезивными
свойствами искусственных волокон, лиофильностью и низкой прочностью
структуры нетканого материала, исключающими промежуточные регене
рации ФЭ на рабочем месте при запредельном возрастании сопротивления
дыханию.
При высокой запыленности (свыше 500 мг/м.куб.) иногда рекомен
дуют использовать респираторы с двумя фильтропатронами [4], однако это
не исключает деградацию защитных свойств материала при высокой
влажности.
Противостоять нарушению однородности при встряхивании может
только спеченная в вакууме металловолокновая структура ФМ, который
после прокатки до пористости 40-60% и последующего дополнительного
спекания обеспечивает прочность материала при разрыве 5-20 МПа. Высо
кая теплостойкость и коррозионная стойкость этого материала создают
предпосылки для применения различных методов регенерации ФЭ (про
дувки сжатым воздухом, промывки в моющих растворах с наложение
205
ультразвуковых колебаний), а также санитарно-гигиенической обработ
ки [5].
Применяемая в промышленности технологическая схема получения
металловолокнового фильтроматериала с заданными геометрическими и
структурными характеристиками включает операции войлокования корот
ких отрезков (5-20мм) проволоки, спекания и деформационной обработки
спеченной заготовки прокаткой в валках [6,7]. Успехи комплексной техно
логии производства металлических микроволокон пакетным гидропрессо
ванием, формирование из них войлочных высокопористых матов, спекание
матов в вакуумных печах, последующая их прокатка в полосы определен
ной пористости и формирование из пластин различной пористости гради
ентного материала при окончательном пакетном спекании[8,9] создали
фундамент новой концепции фильтроматериала и фильтроэлемента для
средств индивидуальной защиты органов дыхания шахтеров от рудничной
пыли при высокой влажности воздуха.
Следует отметить, что гидропрессованные волокна отличаются от
полученных путем резки микропроволоки более развитым рельефом по
верхности, что дает ему преимущества при использовании в фильтроваль
ных материалах [9], а также из-за существенно меньшей цены при диамет
рах 5-20 мкм.
В течение 1996-1999 гг по заказу Госнадзброхрантруда Украины на
ми с помощью инновационной компании “Синтра” (г.Донецк) изготовлены
и проверены на стенде НПО “Респиратор”(г.Донецк) и производственных
условиях 3 шахт г.Донецка опытные партии металловолокновых фильтро-
элементов МВФЭ-1 к шахтному респиратору типа РПА-1
(ТУ У 1354938.003-97). При площади фильтрования 300 см2 ФЭ обеспечи
вает эффективность защиты от пыли не ниже 99%, сопротивление воздуш
ному потоку не более 35 Па и время защитного действия 300 мин в запы
ленной атмосфере 500 мг/м3. Ресурс МВФЭ с промежуточными регенера
циями встряхиванием и продувкой сжатым воздухом не менее 250 смен,
масса не более 70 г. Ресурс подтвержден широкими испытаниями МВФЭ-
1 в условиях шахты им.Абакумова (запыленность 200-500 мг/м3, темпера
тура воздуха 27-30 °С, влажность воздуха 85-89%)) на добычном участке
№10 в 3-й западной лаве и участках УПР-1 (главный конвейерный штрек,
горизонт 715, скоростная проходка) и УПР-3 ( 6-я западная лава,
пласт М-3).
Шестнадцатилепестковый фильтроэлемент МВФЭ-1 размещается в
стандартном патроне респиратора РПА. Уплотнение ФЭ в патроне осуще
ствляется двойной резиновой манжетой, исключающей проскок пыли ме
жду стенками корпуса патрона и ФЭ. Снаружи он защищен термоусадоч
ной пленкой (0,5 мм), надежно фиксирующей на нем уплотнительную
манжету.
Опытная партия МВФЭ успешно прошла приемочные испытания и
принята межведомственной комиссией, назначенной Госнадзорохрантруда.
206
С П И С О К Л И Т Е РА Т У РЫ
1. Теличко Э.Н. Горловскому НПП «Фильтр» 15 лет// Охрана труда,2003,-
№ И.-с.39-40.
2. Грипась И.И. О состоянии профзаболеваемости на угольных шахтах
Горловки// Охрана труда, 2003.-№6.- с.41-43.
3. Петрянов И.В. Волокнистые фильтрующие материалы ФП. М.: «Зна-
ние».-1968.- 78 с.
4. Ужов В.Н., Мягков В.И. Очистка промышленных газов фильтрами. М.:
«Химия»,1970,- 318 с.
5. Сынков В.Г., Нифонтов В.А., Аксельрод И.М., Николенко В.Г. Метал-
ловолокновые фильтроэлементы противопылевых респираторов// Охра
на труда, 1997.-№12.- с.56-57.
6. Косторнов А.Г. Проницаемые металлические волокновые материалы.
К.: «Техшка», 1983.-128 с.
7. Пористые проницаемые материалы:Справочное издание / Под ред.
С.В.Белова.- М.: «Металлургия», 1987.- 335 с.
8. Сынков С.Г., Сынков В.Г., Сапронов А.Н. Пакетная гидроэкструзия во
локон из хромоникелевых сталей// Физика и техника высоких давле
ний-1996.- Т.6.-№ 2.-С. 141-145.
9. Нифонтов В.А., Романенко В.Я., Сынков В.Г. и др. Особенности обра
ботки давлением пористых образцов из гидропрессованных воло-
кон//Физика и техника высоких давлений. -1994.-Т.4.-№ 3-4.-С.118-121.
207
|