ДонНТУДонНТУ Русский языкRU Українська моваUA EnglishEN Магістри ДонНТУ Магістри ДонНТУ


Магістр ДонНТУ Василенко ірина Вікторівна

Василенко Ірина Вікторівна

Інститут гірництва та геології
Спеціальність:. Безпека трудової діяльності

Тема випускної роботи:

Дослідження ефективності загальношахтного реверсування вентиляційних струменів на шахті «Південна» ГП «Дзержинськвугілля»

Науковий Керівник: Кавера Олексій Леонідович


Матеріали до теми випускної роботи: Про автора

Реферат з теми магістерської роботи


Введення

Актуальність теми магістерської роботи

     Гірською справою людство займається багато тисячоліть. Одним з перших небезпечних факторів, з якою зіткнулися гірники стала копальнева атмосфера. Незважаючи на вжиті заходи безпеки, аварій на гірському підприємстві не уникнути.

     Головним завданням охорони праці на шахтах при виникненні аварійної ситуації є забезпечення безпечного виходу людей на свіжий струмінь і на поверхню як можна швидше.

     Діючі шахти в більшості випадків видобувають вугілля на великих глибинах, на значній відстані від головного воздухопадаючого стовбура, розробляють пласти на крутому падінні. Ліквідація аварій на шахтах з крутим падінням ускладнена тим, що такі шахти характеризуються підвищеною температурою на виході з лави, що веде до зростання природної тяги, яка робить неможливим перекидання повітряного потоку при проведенні загальношахтного реверсування. Ця проблема досить актуальна у вугільній промисловості. Результати цієї роботи, отримані на прикладі дослідження шахти «Південна», що розробляє пласти на крутому падінні, служитимуть рекомендаціями до вирішення цієї проблеми.

Наукова новизна і практична цінність роботи

     Наукова новизна роботи полягає в наступному:

     – вперше розроблена діюча модель шахти «Південна» ГП «Дзержинськвугілля» для програмного забезпечення «IRS Вентиляція - ПЛА». Це дозволило досліджувати провітрювання шахти при загальношахтному реверсивному режимі і виявити виробки, у яких через значну за величиною природну тягу не сталося перекидання. Для забезпечення виконання вимог ПБ до реверсування загальношахтного струменя були розроблені заходи щодо зниження величини природної тяги до значення, достатнього для забезпечення реверсу.

     Користуючись цією програмою, працівники служби ВТБ можуть моделювати аварійні вентиляційні режими і на підставі отриманих даних проводити заходи щодо поліпшення вентиляції. Вносячи корективи у шахтну модель, вони мають можливість простежити за зміною провітрювання, проаналізувати його і знайти найбільш раціональний підхід до вирішення завдань з підвищення безпеки виходу людей з шахти в аварійних ситуаціях.

     Практична цінність роботи полягає у розробці заходів щодо зниження величини природної тяги повітря та проведення загальношахтного реверсування вентиляційного струменя.

Цілі і завдання роботи

     Зробити аналіз існуючої схеми вентиляції гірничих виробок та воздухорозподілення по виробкам шахти «Південна» ГП «Дзержинськвугілля». Створити комп'ютерну модель шахти за допомогою програмного забезпечення «IRS Вентиляція - ПЛА». Промоделювати шахтну вентиляційну мережу з урахуванням природної тяги перед і після проведення загальношахтного реверсування. Розробити рекомендації щодо зниження природної тяги та забезпечення загальношахтного реверсування.

Поточні і плановані результати по темі досліджень

     Основною перспективою досліджень є можливість використання результатів роботи на підприємствах вугільної промисловості України.

     Результати магістерської роботи будуть служити рекомендаціями щодо забезпечення реверсування вентиляційного струменя на ділянках, що розробляють крутопадаючи пласти.

Загальна характеристика шахти

     Шахта «Південна» заснована в 1877 році. Реконструкція шахти виконана в 1967 році, при цьому були виконані - углубка стовбура № 1 до гір. 490м і здача в експлуатацію гор. 490м.

     Виробнича потужність шахти з 01.01.1991 року становить 120 тис. т. на рік.

     Середньодинамічний потужність пластів – 0,72 м.

     Шахта відпрацьовує вугільні пласти з кутом падіння від 5 до 62 град.

     Шахтне поле розкрите 2 вертикальними центрально-розташованими стовбурами № 1 і № 1-біс і похилим фланговим стволом, а також поверховими квершлагами на гор. 148м, 267м.

     Гор.360м і 490м недіючі. Гор.360м знаходиться в стадії погашення. На гор.490м, в навколоствольному дворі розташовані: склад ВМ, головний водовідлив, ЦПП, чистка зумпфу ств. № 1.

     У 2009 році у відпрацюванні знаходяться пласти: К41-Н – Андріївський, К4 – Рудний і Н10 – Бабаковскій, не небезпечні за раптовими викидами вугілля і газу і не схильні до самозаймання вугілля.

     Спосіб відпрацювання пластів – прямий, від стовбура до кордонів шахтного поля.

     За гідрогеологічними умовами пласти не обвіднені. Приплив води 0,5-1,0 м3/год – по пл. К4, К41-Н, до 5 м3/год – по пл. Н10. Загальний приплив води в шахту становить 50-55 м3/год. Для відкачування води застосовується одноступінчата схема водовідливу з гор. 490м.

     За станом на 01.01.2009р. промислові запаси вугілля по шахті складають 1,9 млн.т.

     Проведення виробок на відкаточному і вентиляційному горизонтах здійснюється буропідривним способом. Кріплення виробок проводиться металлоарочним кріпленням АП-9, 2, в тому числі повторного використання.

     Схема провітрювання шахти – комбінована, спосіб провітрювання всмоктуючий. Провітрювання виконується вентиляторною установкою головного провітрювання, обладнаною двома вентиляторами типу ВЦ-31, 5. Провітрювання виїмкових дільниць: по пл. К4 та К41-Н – возвратноточне, що сходить; по пл. Н10 – возвратноточне, що нисходить.

План ліквідації аварій

     План ліквідації аварій (ПЛА) є основним документом у системі протиаварійного захисту кожної шахти, що реконструюється, будується, закривається чи експлуатується, складається на випадок можливих аварій відповідно до вимог «Інструкції щодо складання планів ліквідації аварій» і передбачає заходи з порятунку захоплених аварією людей, ліквідації аварій на початковій стадії і запобігання її розвитку.

     Основним змістом ПЛА є його оперативна частина, що складається з позицій – сукупності виробок аварійної ділянки і можливою в цих виробках аварії.

     Позиції оперативної частини повинні складатися в залежності від виду аварії на наступні вироблення та об'єкти шахти:

     - пожежа – на всі виробки шахти, надшахтні будівлі, споруди та прилеглі до них збагачувальні фабрики (установки), при пожежі в яких продукти горіння можуть потрапити в шахту, а також на будівлі підйомних машин, компресорної та вакуумнасосної (в окремих випадках допускається не включати в позицію вироблення водозбірника);

     - вибух – на всі вироблення газових шахт, в яких виявлено метан при нормальному режимі провітрювання, вироблення і споруди з інтенсивним пилоутворення на шахтах, небезпечних по вибуховості вугільного пилу (очисні і тупикові вибої, камери опрокідов, вугільних завантажень, вироблення за якими вугілля рухається самопливом та ін), будівлі вакуумнасосної та компресорної станцій, склади ВМ, гараж - зарядні камери;

     - раптовий викид – на всі очисні та підготовчі вибої на пластах, небезпечних за раптовими викидами вугілля, породи та газу;

     - прорив води (пульпи) і затоплення – на всі вироблення і зони, небезпечні по прориву води (пульпи);

     - гірський удар – на всі вироблення і зони, небезпечні по гірських ударів;

     - обвалення вугілля (породи) – на всі виробки шахти складається одна спільна позиція;

     - аварійні ситуації (загазування, зупинка ВГП, застрягання кліті або обрив каната, загальне відключення електроенергії) – для кожної аварійної ситуації складається одна загальна позиція.

     При складанні позицій відповідно до вказівок «Інструкції ...» основоположним є правильний вибір аварійного вентиляційного режиму провітрювання шахти і аварійної ділянки.

     У планах ліквідації аварій можуть передбачатися такі вентиляційні режими:

     - збереження нормального режиму провітрювання;

     - загальношахтне реверсування вентиляційного струменя;

     - комбінований режим роботи вентиляторів головного провітрювання (наприклад, зупинка одного вентилятора і реверсування інших);

     - закорочування вентиляційного струменя;

     - місцеве реверсування вентиляційного струменя;

     - підвищення стійкості провітрювання гірських виробок.

     Залежно від виду та очікуваного місця виникнення аварії застосовуються наступні вентиляційні режими.

     Під час вибухів газу або вугільного пилу, раптових викидах зберігається існуюче до аварії напрямок вентиляційного струменя, передбачаються способи збільшення подачі повітря на аварійні ділянки.

     При пожежах в надшахтних будівлях, стовбурах, навколостовбурних дворах, по яким надходить свіже повітря, передбачається реверсування вентиляційного струменя. Розширення зони реверсування на інші головні виробки шахти з подачої струменя повітря повинно вирішуватися при розробці плану з урахуванням конкретних гірничотехнічних умов.

     При пожежах вище каналу вентилятора в стовбурі з вихідним струменем повітря, надшахтних будівлях цих стовбурів (при всмоктуючому провітрюванні) необхідно зберегти нормальну роботу вентилятора головного провітрювання аварійного стовбура, реверсувати інші вентилятори для забезпечення сталого руху повітря по аварійному стовбуру.

     Для похилих виробок з низхідним провітрюванням, з метою запобігання перекидання вентиляційного струменя під дією теплової депресії, слід передбачати заходи для збільшення опору паралельних виробок і збійок між ними; при неможливості забезпечити стійке спадне провітрювання передбачати місцеве або загальношахтне реверсування вентиляційного струменя.

     Для похилих виробок з висхідним провітрюванням, з метою запобігання порушення провітрювання в паралельних або вищерозміщених виробках і запобігання проникненню продуктів горіння в свіжі струмені, слід передбачати збільшення опору аварійних виробок нижче вогнища пожежі (закриття пожежних дверей, установка перемичок і т.п.).

     При пожежі в газообільних тупикових вибоях необхідно зберігати нормальний режим провітрювання.

     Залежно від місця виникнення аварії, рівня газовиділення може передбачатися збільшення або зменшення витрат повітря, зупинка вентиляторів, закорочування та місцеве реверсування вентиляційного струменя з пожежними газами. У деяких випадках можливі нестандартні ситуації, пов'язані зі схемами розтину і відпрацювання окремих виїмкових полей або наявністю вентиляційних зв'язків з сусідніми шахтами. Ці нестандартні рішення повинні розроблятися співробітниками ділянки ВТБ із залученням фахівців НІІГД і ГВГСС.

     Шляхи і час виходу людей є основною частиною позиції. Люди виводяться з аварійних і загрозливих ділянок за розробленими маршрутами. В основу опису маршрутів виходу людей повинні бути покладені «Правила поведінки працівників шахти при аваріях».

     При описі маршрутів виходу людей з виробок, провітрюваних за рахунок загальношахтної депресії, необхідно керуватися наступним.

     Виробки (виробка, частина виробки) аварійної ділянки умовно поділяють на дві зони: найбільш небезпечну – за вогнищем аварії, й менш небезпечну – до осередку аварії. До зони за вогнищем аварії відносять виробки аварійної ділянки, які при нормальному (на момент аварії) режимі провітрювання ділянки можуть бути загазовані (викиди, вибухи, пожежі) або затоплені (прориви води). До зони до осередку аварії відносять: при пожежах, вибухах і викидах виробки аварійної ділянки, розташовані щодо місця (осередку) аварії з боку свіжого струменю, а при прориві води – розташовані вище можливого прориву води. При цьому можливість виникнення пожежі або вибуху слід передбачати в будь-якому місці виробок аварійної ділянки, раптового викиду в будь-якому місці по довжині очисного вибою, прориву води – в будь-якому місці виробок аварійної ділянки, де реально може бути прорив води.

     Виходячи з цих положень до виробок аварійної ділянки, які розташовані за вогнищем аварії, слід відносити:

     - при вибухах і пожежах – всі виробки ділянки;

     - при викидах – виробки ділянки, виключаючи повітряподавальні виробки;

     - при прориви води – виробки ділянки, у які можливий прорив води і за якими спрямовується вода.

     До виробок аварійної ділянки, які розташовані до осередку аварії, відносять:

     - при вибухах і пожежах – все виробки ділянки;

     - при викидах – виробки ділянки, виключаючи вентиляційну виробку;

     - при прориви води – виробки ділянки, розташовані вище можливого місця прориву води.

Аварійна вентиляція

     Аналіз аварійності на підприємствах вугільної промисловості показує, що зі зростанням глибини розробки, потужності та енергозабезпеченності шахт потенційна небезпека виникнення аварій залишається досить високою. Практикою ведення гірничорятувальних робіт встановлено, що успіх порятунку гірників, які перебували у шахті під час аварії, ефективність дії рятувальників по її ліквідації і, нарешті, розмір матеріального збитку багато в чому залежить від правильного вибору та своєчасного застосування аварійного вентиляційного режиму.

     Найбільшу небезпеку несуть у собі аварії, при виникненні яких у шахтній мережі генеруються потужні внутрішні джерела тяги, здатні подолати натиск вентилятора у виробках аварійної ділянки, перекинути повітряний потік і тим самим дезорганізувати провітрювання шахти. Існуючі методи оцінки стійкості вентиляційних струменів при появі аварійних джерел тяги і способи стабілізації повітряних потоків недосконалі, тому вибрані вентиляційні режими не завжди ефективні.

     Питання аварійної вентиляції торкаються усіх підземних споруд які мають штучну чи природну вентиляцію. До аварійних вентиляційних режимів відносять спеціальні режими вентиляції споруди які необхідно запроваджувати в разі виникнення аварії. Найбільш поширеною і небезпечною для людей аварією вважається пожежа. Небезпечними наслідками пожежі є виділення великої кількості тепла і отруєння повітря. Високотемпературне полум’я руйнує споруду і дезорганізує вентиляцію, а виділення окислу вуглецю і інших отруйних домішок робить повітря непридатним для дихання людей. Причиною пожежі може бути раптовий вихід з ладу механічного чи електричного обладнання, дія природних чинників чи недбалість людей.

     Високотемпературне полум'я руйнує будівлі і дезорганізує вентиляцію, а виділення угарного газу та інших отруєних домішок робить повітря непідходящим для дихання людей. Раптова відмова механічного або електричного обладнання, дія природних чинників або недбалості можуть викликати пожежу. Для вирішення питань аварійної вентиляції використовуються комп’ютерні моделі вентиляційних мереж підземних споруд. Такі моделі дозволяють моделювати дію аварійних чинників в підземній споруді і розробляти аварійні режими, які забезпечують як безпечну евакуацію людей, так і дію спеціальних служб які ліквідують аварію чи її наслідки.

     Аварійні вентиляційні режими використовують при виникненні пожежі у вугільних шахтах, рудниках, метрополітенах, автомобільних і залізничних тунелях.

     Всі підземні споруди обладнані системою штучної вентиляції яка забезпечує рух повітря в нормальних і аварійних умовах (у залізничних тунелях штучна вентиляція може використовуватися тільки у випадку аварії). Вентиляційна система підземної споруди представляє із себе сукупність вентиляторів, гірничих виробок (тунелів), з'єднань виробок, вентиляційного обладнання і споруд для регулювання розподілу повітря між виробками (тунелями). Найбільш простими є системи вентиляції залізничних і автомобільних тунелів. В загальному випадку ці системи (чи її окремі частини) складаються з одного чи декількох паралельних (2-3) транспортних тунелів і вертикальних гірничих виробок (стволи, шурфи) обладнаних вентиляторами. В гірській місцевості відпрацьоване повітря видаляється з тунелів на поверхню землі по вертикальних виробках. Із підводних тунелів вентилятори видаляють повітря по спеціальним вентиляційним каналам які розташовані паралельно тунелям .

     Короткі автомобільні тунелі провітрюються осьовими вентиляторами місцевого провітрювання які встановлюють вздовж тунелів під покрівлею (каскадна схема). Вентилятори встановлюють групами по два-три поруч. Відстань між вентиляторами визначають з урахуванням шляху руху вільного струменю повітря під покрівлею тунелю.

     На шахтах і рудниках використовується всмоктувальний, нагнітальний і комбінований засіб вентиляції. На шахтах і рудниках України використовується всмоктувальний засіб провітрювання. В шахту повітря потрапляє по вертикальних або похилих стволах. Біля ствола, по якому повітря видається із шахти, встановлюють вентилятори головного провітрювання. Вентилятори поєднують зі стволами спеціальними каналами. Вентилятор разом з каналом називають вентиляторною установкою.

     На більшості вугільних шахт діють декілька (більше ніж дві) вентиляторних установок. Шахти відрізняються кількістю стволів по яким повітря надходить до шахти і видається із них.

     Схеми вентиляції деяких вугільних шахт і рудників (наприклад, сланцевих) дуже складні. Схеми вентиляційних з’єднань (схеми вентиляційної мережі) підземної частини таких підприємств можуть вміщувати більше ніж 600 гілок.

     Гілкою називають зображення виробки (тунелю) чи її частини у вигляді лінії між двома вузлами. Вузол – це зображення сполуки декількох виробок у вигляді маленького кола.

     В комп’ютерній (віртуальній) моделі вентиляційної мережі шахти (рудника) математичні аналоги виробок (частин виробок) називають «гілка-виробка», а сполуки - «вузли-сполуки». Вентилятор головного чи місцевого провітрювання моделює гілка-вентилятор. В віртуальній мережі метрополітену вузол-сполука моделює станції метрополітену, сполуки тунелів з вентиляційними хідниками і переходами між тунелями. Гілки-виробки моделюють тунелі, вентиляційні шурфи, входи-виходи станцій, ескалаторні хідники і вентилятори. Вузол-сполука, що моделює місце виходу підземної виробки на поверхню землі має особисту позначку. Програмне забезпечення «Вентиляція - ПЛА» призначене для вирішення завдань протиаварійного захисту, підготовки до ліквідації аварій, забезпечення безпечних умов праці у вугільних шахтах по фактору вентиляції та інформаційного забезпечення керівників шахти.

     Програмне забезпечення включає в себе комплекс сервісних завдань, які дозволяють оновлювати та підтримувати інформацію про шахтну вентиляційну мережу на підставі вимірів служби ВТБ, тобто без проведення додаткових загально шахтних повітряно-депрессійних з’йомок.

     Розрахункові завдання протиаварійного захисту дозволяють прогнозувати наслідки порушень безпечного режиму провітрювання гірничих виробок в процесі експлуатації шахти. Завдання, пов'язані з підготовкою ПЛА, забезпечують вирішення питань підготовки шахт до рятування людей та ліквідації аварій.

     - оцінка небезпеки «закорочування» вентиляційних струменів для виїмкових ділянок та підготовчих вибоїв;

     - контроль відповідності швидкості повітря в гірничих виробках, вимог «Правил безпеки ...» ;

     - побудова зони розповсюдження пожежних газів при пожежах та перелік робочих місць, що потрапляють в цю зону;

     - визначення оптимальних маршрутів виходу гірником із зони розповсюдження пожежних газів;

     - побудова маршрутів руху підрозділів ГВГСС і ВГК до місця аварії;

     - автоматизований розрахунок стійкості вентиляційних струменів при пожежах в похилих виробках;

     - прогноз часу виявлення пожежі.

     Розрахункові задачі програмного комплексу дозволяють прогнозувати забезпеченість шахти (виїмкове поле, ділянки) повітрям на перспективу, проводити аналіз та оцінювати ефективність реконструкції шахтної вентиляційної мережі.

     - розподіл повітря по гірничим виробкам (прогноз ефективності регулювання воздухорозподілу);

     - вибір і заміна вентиляторів головного провітрювання;

     - розрахунок опору гірських виробок і підтримка бази даних цих опорів, в проміжках між депрессійними з’йомками;

     - автоматизована побудова депрессіограмм через лави.

Аварійні вентиляційні режими у вугільних шахтах

     Аварійні вентиляційні режими (АВР) – це режими провітрювання шахти, групи виробок або окремого виробка, що вживаються після виникнення аварії.

     При виборі аварійного вентиляційного режиму необхідно враховувати наступні чинники: місце виникнення аварії, місцезнаходження людей захоплених аварією, стан вентиляційних споруд і гірських виробок, можливість утворення вибухонебезпечної концентрації метану, стан реверсивних пристроїв, величину і напрям дії теплових джерел тяги (природна тяга, теплова депресія пожежі), число і розташування вентиляторів головного провітрювання. Вентиляційні режими, вживані в ході ліквідації аварій, повинні забезпечувати безпеку шахтарів та рятувальників.

     В планах ліквідації аварій і в ході ліквідації аварії можуть застосуються наступні вентиляційні режими:

     - що існує до виникнення аварії, без зміни напряму руху вентиляційних потоків і режимів роботи вентиляторів головного провітрювання;

     - що існує до виникнення аварії із збільшенням або зменшенням витрат повітря у виробках аварійної ділянки;

     загально шахтне реверсування вентиляційних потоків;

     - зупинка вентиляторів головного провітрювання;

     - комбіновані режими, при яких поєднуються окремі аварійні вентиляційні режими або їх елементи;

     - місцеве реверсування вентиляції;

     - закорочування вентиляційних потоків для збільшення або зменшення витрати повітря у виробках аварійної ділянки;

     - ізоляція аварійної ділянки для запобігання надходження повітря до вогнища горіння.

     При виникненні аварій у вугільних шахтах найчастіше застосовуються загально шахтне реверсування вентиляції, закорочування і місцеве реверсування вентиляційних потокив, збільшення або зменшення витрати повітря в окремих гірничих виробках або частинах шахти за допомогою стаціонарних і переносних регуляторів (пожежні і вентиляційні двері, переносні швидкобудуємі перемички).

     Залежно від місця виникнення пожежі (канал вентилятора, вентилятор) застосовуються комбіновані режими провітрювання шахти (реверсування або зупинка одного з вентиляторів) або послідовно (один за іншим) здійснюються декілька аварійних режимів. Наприклад, місцеве реверсування або закорочування вентиляційного потоку, може бути проведено після загальношахтного реверсування вентиляції. Крім того, після виконання всіх заходів передбачених у позиції ПЛА), можна перейти до «нормального» (що існував до аварії) режиму провітрювання шахти і так далі.

     При гасінні пожеж в ізольованих ділянках шахти можуть застосовуватися спеціальні аварійні вентиляційні режими (рециркуляція і багатократне реверсування вентиляційного потоку) і різні способи зниження витоків повітря через ізольовані ділянки.

Загальношахтний реверсивний режим

     Одним з основних аварійних режимів є загальношахтне реверсування вентиляційного струменя. Правилами безпеки у вугільних шахтах (ПБ) передбачається його застосування при пожежах в надшахтних будівлях воздухопадаючих стовбурів, в стволах і навколостовбурні дворах зі свіжим повітрям. У ході ведення гірничорятувальних робіт потреба в реверсування струменя може виникнути під час аварії в будь-який вироблення шахти. У цьому випадку мова йде про розширення зони реверсування. Питання про включення гірничої виробки в зону загальношахтне реверсування має вирішуватися з урахуванням числа людей, які потрапляють в загазованих атмосферу, часу та умов їх руху по загазованих виробкам, стійкості вентиляційних струменів у нормальному та реверсивному режимах провітрювання, газової обстановці в районі передбачуваного вогнища пожежі. Головною умовою включення гірничої виробки в зону реверсування є забезпечення безпеки людей.

     Воздухопадаючі виробки, у яких можливе реверсування струменя при виникненні пожежі, поділяються на 4 основні групи: стовбури (включаючи надшахтні будівлі) і навколостовбурні двори; головні виробки, по яким подається повітря на провітрювання декількох панелей, пластів, крила шахти; виробки виїмкових полів; виробки виїмкових ділянок.

     Виробки виїмкових ділянок включаються в зону реверсування у виняткових випадках, коли для виходу людей по вихідному струменю треба влаштовувати більше одного пункту перемикання в резервні саморятівники. Зрозуміло, розрахунковим і дослідним шляхом слід підтвердити, що в цьому випадку реверс вийде.

Анімаційне зображення. Схема руху повітря у вентиляційній установці при реверсування вентиляційного струменя

Анімаційне зображення. – Схема руху повітря у вентиляційній установці при реверсування вентиляційного струменя

     Параметри анімації: gif-анімація, число кадрів – 13, кількість циклів – нескінченно, розмір 26,2 кБ. GIF Animator.

     Проаналізуємо достоїнства і недоліки загальношахтного реверсивного режиму. До достоїнств відноситься наступне:

     - люди з шахти виводяться назустріч свіжого струменя в умовах нормальної бачимості;

     - виключається загазування виробок на великій протяжності і потрапляння у виробки, де зосереджені люди, пожежних газів;

     - скорочується зона ураження та інтенсивність розвитку пожежі.

     Поряд з достоїнствами реверсивний режим провітрювання має досить багато серйозних недоліків. Вони полягають в наступному:

     - в реверсивному режимі різко зростають зовнішні витоки (підсоси) повітря через погану герметизацію шлюзів надшахтної будівлі, нещільностей в герметизації дверей для навішування скипів, відсутності «подушки» гірничої маси в бункерах копра, несправності або відсутності стопорів на лядах, нещільного закривання ляд через забруднення або обмерзання – особливо в обвідних каналах, зовнішні витоки в нормальному режимі провітрювання складають 9,6-49%, а в реверсивному – 14-75%;

     - істотно зменшується аеродинамічний опір шляхів зовнішніх витоків, в середньому – в 7 разів;

     - при реверсуванні за допомогою обвідних каналів різко зростають втрати депресії на елементах вентиляторної установки (в основному – в каналі і всмоктуючої будці), сумарні втрати на вентиляторної установки в середньому становлять 60% депресії вентилятора;

     - в реверсивному режимі сильно зростають внутрішні витоки повітря (20-30% витрати повітря, що надходить в шахту), так як депресія вентиляційних дверей зменшується в 2, 5-3 рази; при цьому витрати повітря у виробках зменшуються на 20-60%, а депресія - в 2-8 разів;

     - в початковий момент реверсування природна тяга, як правило, протидіє реверсуванню (від 15 хв. До 2 год), що збігається з часом виведення людей із шахти, в результаті великого зменшення витрати повітря на ділянках можливе загазування до вибухових концентрацій, запізнювання перекидання вентиляційного струменя у віддалених від стовбура виробках становить 15-30 хвилин і більше, а іноді вона і взагалі може не перекинутися (такі випадки зустрічалися на досліджуваній шахті «Південна»).

     Реверсування згідно з Інструкцією (до НПАОП 10.01.01-05-ПБ у вугільних шахтах п.3.3.4) має здійснюватися не рідше двох разів на рік (влітку і взимку) з перевіркою справності дії реверсивних і герметизуючих пристроїв.

     Тривалість реверсування вентиляційного струменя повинна дорівнювати часу, необхідного для виходу людей з найбільш віддаленої виробки на свіжий струмінь і на поверхню.

     Необхідно також встановити час, протягом якого концентрація метану в реверсивному струмені в місцях передбачуваних вогнищ пожежі досягне 2%. Цей термін має враховуватися при складанні ПЛА для встановлення часу виведення людей з небезпечної зони.

Вимоги ПБ до реверсивного режиму провітрювання.

     З огляду на високу відповідальність реверсивного режиму, ПБ пред'являє до нього низку неодмінних вимог:

     - практична перевірка реверсивного режиму повинна здійснюватися 2 рази на рік у найспекотнішу і найхолоднішу пору року і офіційно оформлятися актом;

     - витрата повітря в кожній виробки повинна становити не менше 60% від витрати в нормальному режимі провітрювання;

     - допускається подача і меншої кількості повітря за спеціальним дозволом місцевого органу Держпромгірнагляду за умовою, що концентрація метану в загальному вихідному вентиляційному струмені шахти і дільничних вентиляційних струменях не буде перевищувати 2,0% при безперервному реверсивному провітрюванні протягом 2 годин і більше;

     - тривалість реверсування повинна дорівнювати часу, необхідного для виходу людей з найбільш віддаленої виробки на свіжий струмінь і на поверхню, або до тих пір, поки концентрація метану у виробках не досягне 2,0%;

     - при виконанні реверсу всі перемикання на вентиляційних установках повинні бути виконані за час не більше 10 хвилин;

     - електроустановки за час виконання реверсу повинні бути знеструмлені, а люди виведені з шахти.

     Примітка: можливість реверсування вентиляційного струменя у гірських виробках шахт, де є ізольовані неописані пожежі, визначаються технічним директором (головним інженером ДХК, ВО або самостійних шахт) за погодженням з органом Держпромгірнагляду, Центральним штабом ДВГРС і НІІГД. Це положення не поширюється на випадки аварійного реверсування, передбачені планами ліквідації аварій.

Висновок

     У ході роботи проведений аналіз існуючої схеми вентиляції гірничих виробок та воздухорозподіл по виробкам шахти «Південна» ГП «Дзержинськвугілля», створена комп'ютерна модель шахти за допомогою програмного забезпечення «IRS Вентиляція - ПЛА». Промодульована шахтна вентиляційна мережа з урахуванням природної тяги перед і після проведення загальношахтного реверсування. Розроблено рекомендації щодо зниження природної тяги та забезпечення загальношахтного реверсування.

Література

  1. Технічна документація шахти «Південна» ГП «Дзержинськвугілля».
  2. СП Интерсофт: – Комплекс программ «IRS Вентиляция – ПЛА», – [Электронный ресурс] –
    http://intersoft.ukrbiz.net/program.html
  3. Вотякова М.В. «Повышение безопасности выхода людей из зоны распространения пожарных газов при пожарах в наклонных выработках с нисходящим проветриванием в условиях шахты им. Е.Т.Абакумова». Портал магистров ДонНТУ [Электронный ресурс] –
    http://www.masters.donntu.ru/2009/fgtu/votyakova/links/zvit.htm
  4. Зубкова А.В. Анализ состояния и разработка мероприятий для улучшения проветривания шахты им.В.М.Бажанова. Портал магистров ДонНТУ [Электронный ресурс] –
    http://www.masters.donntu.ru/2008/fgtu/zubkova/index.htm
  5. Трофимов В.А. и др. Руководство пользователя/ Конспект лекций, – 2005. – 4с.
  6. Трофімов В.А. Комп'ютерне моделювання аварійних вентиляційних режимів/ Курс лекцій для магістрів,– 1-7с.
  7. Александров С.Н., Булгаков Ю.Ф., Яйло В.В. Охрана труда в угольной промышленности/ Учебное пособие для студентов горных специальностей высших учебных заведений. – Донецк: РИА ДонНТУ, 2007.– 516 с.
  8. Болбат И.Е., Лебедев В.И., Трофимов В.А. Аварийные вентиляционные режимы в угольных шахтах: – М.: «Недра», 1992. – 3с.
  9. Правила безпеки у вугiльных шахтах. – К., 2005. – с.246-249
  10. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. – К.: «Основа», 1991.

Про автора