| ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ | Реферат | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | На главную |
Актуальность работы.
Перед угольной промышленностью Украины стоит важнейшая задача полного обеспечения народного хозяйства технологическим сырьем, энергетическим и бытовым топливом. Особое место в выполнении этой задачи занимает Донецкий бассейн, являющимся одним из основных поставщиков наиболее ценных коксующихся углей для металлургической промышленности Юга и Центра страны. Однако разработка многих пластов этого угольного бассейна осложняется проявлением внезапных выбросов угля и газа. Дальнейшее развитее угольной промышленности Донбасса находится в прямой зависимости от успешного развития вопроса дегозации пластов и борьбы с внезапными выбросами.
Газо - динамические явления (ГДЯ) в угольных шахтах до настоящего времени остаются одной из самых сложных проблем горного дела. В связи с переходом горных работ на более глубокие горизонты возросло число выбросоопасных пластов, разнообразнее стали проявления выбросов угля и газа.
Разработка выбросоопасных пластов значительно усложняет темпы работы по добычи угля за счет выполнения большого объема противовыбросных мероприятий, которые в ряде случаев оказываются малоэффективными. Работы, связанные с выполнением противовыбросных мероприятий или ликвидации последствий выбрасов, отрицательно влияют не только на технико-экономические показатели, но и на состояние безопасности и производственный травматизм в шахтах.
Цель исследования.
Анализируется опыт разработки выбросоопасного пласта. Анализируется количество выбросов угля и газа при сотрясательном взрывании. Одной из задач, пока окончательно не решенных, является необходимость установить рациональную длину опережения конвейерного штрека при сплошной системе разработки (вариант лава-штрек), в частности, выбросоопасного пласта h10 Ливенский шахты им. Калинина. Определя6ется направленность дальнейших исследований.
Содержание работы.
На данный период шахтой было отработано пять лав по пласту h10, а именно: 3-я восточная лава ВПУ, 4-я восточная лава ВПУ, 2-я западная лава ЦПУ, которые уже отработаны, 1-я восточная лава ВПУ и 2-я восточная ВПУ, находятся в эксплуатации.
Решая задачу минимизации риска выбросов угля и газа, выполнил анализ разработки пласта. Анализ выполнен для 4-й восточной и 1-й восточной лав ВПУ (рис.1) за последние десять лет их отработки.
Средняя интенсивность выбросов в конвейерном штреке 4-й восточной лавы ВПУ при опережение 8-15 м. была наибольшей и составила 720 т. При увеличении опережения до 16-76 м. интенсивность снизилась и составила 321т. (табл.1), т.е. была в 2,2 раза меньшей.
В конвейерном штреке 1-ой восточной лавы всё иначе: при опережении 8-15м. средняя интенсивность выбросов (681т.) оказалась в 1,5 раза теперь уже меньшей, чем при опережении 16-55м. Несоответствие эпюре 2 рис.2 очеидно.
Рисунок 1- Схематичное расположение лав ВПУ пласта h10 шахты им. Калинина ГП
Таблица 1- Характеристика выбросов угля и газа, произошедших в конвейерных штреках лав пласт h10 шахты им. Калинина при сотрясательном взрывании.
| Число выбросов | Количество лет(период времени) | интенсивность от | интенсивность до | средняя интенсивность | Опережение, м | |
| 4-я восточнаяВПУ | ||||||
| 4-я восточнаяВПУ | ||||||
| 4-я восточнаяВПУ | ||||||
| 1-я восточная ВПУ | ||||||
| 1-я восточная ВПУ | ||||||
| 1-я восточная ВПУ |
В соответствии с общими представлениями о проявлениях выбросоопасности, высказанными ещё акад. Скочинским А.А., интенсивность выбросов должна быть тем выше, чем выше напряженность угольного пласта /3/. Данные практики (табл.1) заставляют сомневаться в соответствии эпюры 2 рис.2 природе выбросоопасности, ибо при росте напряженности (величины опережения), средняя интенсивность то существенно уменьшается, то возростает.
Величина минимального опережения конвейерных штреков на шахте принята по рекомендациям МакНИИ как 8-15м. и она не детализируется. И только в одном случае при выбросе в конвейерном штреке 1-ой восточной лавы оно названо как 7,5м., но и интенсивность выброса оказалась всего 110
Для уточнения зависимости интенсивности выбросов от длины шпуров, а не от опережения штреков, воспользовались опытом ведения взрывных работ в верхней нише 4-ой восточной лавы в положении, когда она вышла из зоны влияния выработанного пространства 3-ей восточной лавы /1/.
Рисунок 2- Схема проявлений горного давления в лаве по проф. Либерману Ю.М.
1- угольный пласт;
2- опорное давление;
3- основная кровля;
4- обрушение породы;
5- посадочная крепь;
6- призабойная крепь;
7- зона отжима;
8-непосредственная кровля.
Верхняя ниша проводилась сотрясательным взрыванием при длине шпуров 1,7м., во время которого произошло 5 выбросов угля и газа. Средняя их интенсивность составила всего 178т. и была одного порядка с интенсивностью выброса, произошедшего в конвейерном штреке при минимальном (7,5м.) его опережении, и была минимальной.
При применении сплошной системы разработки проведение конвейерных штреков осуществляется сотрясательным взрыванием. Если при этом происходит выброс, то люди, которые производят взрывание, находятся на безопасном, согласно ПБ, расстоянии от места выбросов.
Следует обратить внимание и на следующие вопросы при ведении горных работ. Так при выбросах угля неизбежны процессы расслоения пород кровли. На этих участках неизбежно возрастает опасность обрушения пород, т.е. травматизма от обрушений.
В 1-й восточной лаве ВПУ при характеристике полостей выбросов, образовавшихся в конвейерных штреках (при опережении 8-15м.), их направленность преобладает в просвете штрека по ходу забоя. Отмечены случаи их направленности " вверх по восстанию в лаву". Таких случаев 4 из 13, т.е. 30%. В конвейерном штреке 4-й восточной лавы при его опережении более 25м., все 24 выброса произошли таким образом, что полости больше направлены в лаву (по восстанию). Интенсивность выбросов достигла 1430т., а площадь обнажения при мощности пласта 1,2м. достигла 600-700м?. В таких случаях возникает опасность травматизма людей от обрушения пород кровли в нижней части лавы. Также установлена (уточнена) опасность обрушения пород, к которым приводят выбросы угля и газа в конвейерных штреках при их опережении более 15-20м. Тем самым можно сомневаться в целесообразности, согласно требований ПБ, по поддержанию неснижаемого опережения не менее 100м. Одновременно необходимо обратить внимание и на уменьшение интенсивности выбросов при уменьшении глубины шпуров.
В настоящее время добычные работы на шахте ведутся во второй восточной лаве пласта h10, расположенной ниже 1-ой восточной лавы.
Анализ числа выбросов угля и газа, происходивших, в конвейерных штреках двух предыдущих лав, ориентированных по простиранию позволяет констатировать, что оно различно по числу произошедших выбросов (рис.1). Эта неравномерность могла быть использована для перспективного прогнозирования как своеобразного предостережение о возможности выбросов повышенной интенсивности, примерно более 100-200т. Прогнозирование зон повышенной выбросоопасности на нижележащюю 2-ю восточную лаву будет заключаться в том, что условно разделили все случаи выбросов угля и газа на четыре участка конвейерных штреков (табл. 2). В конвейерном штреке 4-й восточной лавы количество выбросов в 1-ой группе составило 1 случай, 2-ой группе- 12 случаев, 3-ей группе- 14 случаев и 4-ой группе-10 случаев, при протяженности конвейерного штрека для каждой из групп соответственно равной 1200м.; 1500м.; 800м. и 900м. (рис.1). Для удобства прогноза выбросоопасных зон при проведении конвейерного штрека будущей 2-ой восточной лавы произведем расчет числа выбросов на 100 метр по каждой из групп. Получили для 1-го участка 0,83 случая, для 2-го участка 8,0, для 3-го участка 17,5 и для 4-ог участка 11,1. В конвейерном штреке 1-й восточной лавы количество выбросов 1-ой группы составило 2 случаям, 2-ой-11, 3-ей-10, а в 4-ой группе выбросов не зарегистрировано, при той же протяженности групп, как и на 4-й восточной лаве. Число выбросов на 100 м. составило для 1-ой группы-1,6 случая, для 2-ой-7,3, 3-ей-12,5 и в 4-ой- 0. Исходя из этого, можно наблюдать равенство числа выбросов на 100 м. с незначительным отклонением. Это позволяет спрогнозировать число выбросов для нижележащей 2-й восточной лавы, условно разбив ее также на 4-и группы как и на вышележащих выработках.
Таблица 2-Характеристика выбросов угля и газа, произошедших в условно выделенных группах.
| Наименование лав | Период времени | Число выбросов | интенсивность от | интенсивность до | средняя интенсивность | |
| 1 | ||||||
| 1 | ||||||
| 2 | ||||||
| 2 | ||||||
| 3 | ||||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| 4 |
Заключение.
Изложенное позволяет сделать два предварительных вывода, рассматриваемых как задачи дальнейших исследований: - уточнения соответствия возникновению выбросов при сотрясательном взрывании прежде общепринятой, т.н. "классической" эпюре горного давления; - оценка уточнения прогнозируемого соответствия интенсивности выбросов угля и газа в конвейерном штреке 2-ой восточной лавы выделенным нами зонам, по опыту отработки 4-ой и 1-ой восточных лав.
Список литературы.
1. Снижение травматизма от проявлений горного давления/ В.И. Николин,С.В. Подкопаев, А.В. Агафонов и др.- Донецк: Норд-Пресс,2005.-332с.
2. Горная энциклопедия, т. 2.-М.: Советская энциклопедия.-1986.-575 с.
3. Николин В.И., Заболотный А.Г., Лунев С.Г. Современные представления природы выросоопасности и механизма выбросов как научная основа безопасности труда.-Донецк, 1999.-96 с.
| ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ | Реферат | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | На главную |