Обратно

Донецкий национальный технический университет


Факультет:"Геотехнологий и управления производством"

Кафедра:"Аэрология и Охрана труда"

Козырева Адександра Владимировна


2005

5 курс/Сетевые информационные технологии

Выбор рациональных схем проветривания и повышения надежности вентиляции.

Правильный выбор схемы проветривания особенно для газовых и глубоких современных шахт в значительной степени определяет в дальнейшем не только технико-экономические показатели производственной деятельности, на и безопасность работ и санитарно-гигиенические условия труда. Поэтому к схемам проветривания в таких условиях предъявляются высокие требования. Основные из них могут быть сформулированы следующим образом. Схема проветривания должна исключать возможность образования опасных скоплений метана в действующих выработках, особенно на сопряжении очистных выработок с вентиляционными и в выработанном пространстве, непосредственно примыкающем к рабочему, и обеспечивать:

надежный и устойчивый режим проветривания, как по расходу воздуха, так и направлению вентиляционных струй на весь период эксплуатации шахт в нормальной и аварийной обстановках, включая внезапные выбросы угля и газа;

полное и обособленное разбавление комплекса вредностей, выделяющихся из всех источников и в первую очередь обособленное проветривание струями свежего воздуха всех выработок, по которым производится транспортирование отбитого угля от забоев до ствола, а также подачу необходимого количества воздуха во все горные выработки в соответствии с их потребностью;

максимальное исключение вентиляционных сооружений;

благоприятные санитарно-гигиенические условия труда;

высокую степень регулируемости и реверсируемости вентиляционной сети;

возможность ведения работ по дегазации разрабатываемого пласта и пластов спутников с высокой эффективностью без усложнения технологического процесса по выемке угля; два и более выхода из каждого очистного забоя непосредственно на свежую струю воздуха, т.е. благоприятные условия для спасения людей и ликвидации аварий; возможность маневрирования вентиляционными струями на участках и по шахте в целом при автоматизации проветривания;

надежное проветривание магистральных выработок при секционных схемах проветривания;

максимальную нагрузку на лаву при минимальной себестоимости 1т угля.

В области повышения безопасности горных работ

1. Новые схемы проветривания с выдачей исходящей струи на выработанное пространство позволяют полностью исключить образование опасных концентраций метана во всех действующих выработках шахты, включая сопряжение очистных выработок с вентиляционными и в выработанном пространстве, непосредственно прилегающем ( на расстоянии 10м и более) к рабочему. Это достигается за счет дополнительной струи свежего воздуха, высокой степени турбулизации потоков (основного и дополнительного) в месте сопряжения лавы с вентиляционной (конвейерной) выработкой и более высокой скорости движения воздуха в вентиляционной выработке.

2. Значительно повысилась устойчивость вентиляционных струй как по дебиту, так и направлению. Число диагоналей в вентиляционных сетях шахт в одинаковых горно-геологических условиях с равной производительностью сократилось в 2,5-3,0 раза. В несколько раз сократилось число диагоналей с возможным неустойчивым режимом проветривания, и практически устранены диагонали, в которых может опрокинуться струя при нормальной работе шахты. Кроме того, при повышении уровня общешахтной депрессии до рациональной величины в условиях газовых глубоких шахт сокращается дополнительно число диагоналей в 1,3-1,8 раза и соответственно повышается устойчивость проветривания.

3. Снизились утечки воздуха в подземных выработках в 2-5 раз и более, в отдельных случаях - в десятки раз. Потери воздуха ликвидируются за счет уменьшения числа вентиляционных сооружений, исключения типов сооружений с большой воздухопроницаемостью (кроссинги, шлюзы на приемных площадках выемочных штреков и др.). Так, при старой схеме проветривания уклонной панели и одновременно отработке четырех лав необходимо иметь в ней 14 шлюзов, а при новой схеме- два. Поэтому коэффициент утечек воздуха при новой схеме в три с лишним раза меньше, чем при старой. Особенно большого эффекта удается достичь при применении новых схем на пластах, отрабатываемых лавами по восстанию-падению. Сокращение числа сооружений позволило существенно повысить устойчивость вентиляционных струй как по дебиту, так и направлению.

4. Улучшаются условия проведения спасательных работ при авариях и возможности спасения людей. Обособленное проветривание конвейерных (откаточных) и наклонных (уклонов, бремсбергов) выработок в случае возникновения в них пожара или взрыва исключает поступление в лаву ядовитых продуктов, т. Е. место наибольшего сосредоточение людей. Конвейерные же выработки являются наиболее опасными в пожарном отношении. Кроме того, наличие выходов из лавы в обе стороны непосредственно на свежую струю, позволяет быстро выйти из нее в безопасное место при аварии в любом месте шахты.

В области улучшения санитарно-гигиенических условий труда

1. Существенно снизилась запыленность рудничного воздуха. В лавах действующих шахт она снизилась в 1,7-14 раз, в среднем в 5,5 раза,- главным образом за счет уменьшения скорости движения воздуха в них. При применении проветривания шахт с полным обособленным разбавлением вредностей обеспечивается вообще подача свежих струй к лавам с содержанием пыли не выше, чем на поверхности, так как воздух поступает в лавы пол выработкам, в которых отсутствуют источники пылеобразования.

2. Улучшаются тепловые условия в горных выработках шахт. Температура воздуха, поступающего к очистным забоям, снижается на 3-10 градусов. Это дает возможность не прибегать к искусственному охлаждению с углублением работ на 150-300 м.

Улучшение тепловых условий в шахтах с новыми схемами проветривания достигается:

• Использованием для подачи свежей струи воздуха к очистным выработкам, в которых отсутствуют транспортировка отбитого угля и, следовательно, все тепло, выделяемое транспортными средствами и транспортируемой массой, удаляется обособленно, минуя лавы;

• Обособленным проветриванием магистральных выработок, всех подготовительных забоев, камер с электромеханическим оборудованием и другими местными источниками тепла;

• Подачей свежей струи воздуха по повторно используемым выработкам(особенно выемочным штрекам), предварительно уже охлажденным и осушенным, расположенным(при отработке лавами по простиранию) на меньшей глубине, чем откаточные, и имеющими меньшую материнскую температуру окружающих пород, и отсюда меньшую теплоотдачу стенок;

• Меньшей разветвленностью ШВС и большим расходом воздуха по горным выработкам.

Таким образом, в новых схемах используется почти весь комплекс известных горнотехнических мероприятий, применяемых в настоящее время для улучшения тепловых условий в горных выработках угольных шахт. Шахта им.А.Ф.Засядько разрабатывает пласты «Семеновский», «Паровичный», «Коксовый». Поле вскрыто семью вертикальными стволами. Тремя вертикальными стволами, расположенными в центре шахтного поля – скиповым стволом №1 и стволом №3, пройденными до гор. 529 м, и стволом №2, пройденным до гор.802 м. Восточным вентиляционным и восточным воздухопадающим стволами, пройденными до гор. 1078 м, западным вентиляционным стволом №1, пройденным до гор. 529 м и восточным воздухопадающим стволом №2, пройденным до гор. 1235 м.

С учетом максимального использования существующих горных выработок были разработаны два основных варианта проветривания работ при отработке запасов поченковских полей, нагнетательно – всасывающий способ с выдачей исходящей струи через восточный вентиляционный ствол и всасывающий способ с поступлением свежей струи воздуха по центральным стволам №2 и №3, а также по восточным воздухопадающим стволам №1 и №2.

Расчеты показали, что при первом варианте потери депрессии в сети составляют 9,7 кПа при значительном объеме по расширению выработок, а при втором – 6,7 кПа. Так как основные существующие ообщешахтные выработки пройдены по пласту, то через старые выработанные пространства имеются большие утечки воздуха (до 50% от поступающего в шахту). Рост депрессии при нагнетательно – всасывающем проветривании несомненно приведет к увеличению утечек воздуха через старые выработанные пространства, так как основные потери депрессии происходят в пластовых выработках. При варианте с выдачей исходящей струи воздуха через скважину при всасывающем способе проветривания и величине общешахтной депрессии до 6,7 кПа основные потери депрессии ниже 35 западного откаточного штрека происходят в полевых выработках, без изменения остаются на выемочных участках и в целом в пределах вентиляционного участка. Этот вариант принят основным. Однако для снижения депрессии до нормативной величины в 4,4 кПа отдельные выработки необходимо проводить сечением до 27 м2 или по две параллельные. Проведенные исследования показали, что увеличение депрессии не ухудшает показателей, характеризующих безопасность работ. По сравнению с уровнем 4,4 кПа улучшается регулируемость сети на 5-15%, реверсируемость возрастает на 5-50%, численные показатели устойчивости при депрессии сети 6,7 кПа >>1000. Хотя утечки воздуха и возрастают с 20,8% до 23,3% от поступающего в шахту, их рост имеет место лишь через вентиляционные сооружения между полевыми выработками, что не повлечет увеличения пожароопасности. Через выработанные пространства ранее отработанных и действующих участков, утечки воздуха не возрастают, и поэтому повышение депрессии не вызовет изменения опасности возникновения эндогенных пожаров, что позволило рекомендовать 6,7 кПа как допустимую в условиях шахты. Дополнительными требованиями при принятии депрессии шахты, равной 6,7 кПа, являются: конструкция надшахтного здания вентиляционной скважины должна быть выполнена согласно проекту и должны быть полностью исключены утечки воздуха.