Источник: Доклад на студенческой научно–технической конференции «Дни науки — 2011», ДонНТУ
В настоящее время одной из важных задач вентиляционного надзора угольных шахт является умение объективно оценивать состояние проветривания шахты и аэродиномические качества шахтной вентиляционной сети. Содержанием проветривания шахты является глубокое и всестороннее изучение фактического распределения воздуха по объектам проветривания и утечек воздуха через вентиляционные сооружения, в сравнении с необходимыми согласно расчету, состояние горных выработок вентиляционных сооруженийи их соответствия проекту шахты и требованиям Правилам Безопасности. Анализ необходим для выявления недостатков в проветривании шахтной вентиляционной сети, что является базой для эффективной разработки мероприятий по улучшению проветривания шахты и совершенствованию аэродинамических качеств шахтной вентиляционной сети.
Целью данной работы является анализ состояния проветривания шахты и вскрытии недостатков в распределении свежего воздуха по объектам проветривания, выявления нерационального его распределения, оценка состояния горных выработок, вентиляционных сооружений и их соответствие проекту шахты, требованиям Правил Безопасности, установление фактических параметров режимов работы вентиляторов главного проветривания шахты.
Результаты анализа состояния проветривания шахты необходимы вентиляционному надзору и техническим руководителям шахты для своевременного принятия мер по его улучшению. Информационной базой для анализа состояния проветривания являются данные депрессионной съемки и вентиляционной документации действующей шахты.
В шахту поступает 154,6 м3/с воздуха, по расчету требовалось 91,8 м3/с, обеспеченность шахты расчетным количеством воздуха составила 168 %. Расход воздуха на обособленное проветривание подготовительных забоев составил 12,1 м3/с. По расчёту требовалось 5,9 м3/с, обеспеченность составила 205%. Все действующие подготовительные забои обеспечены расчетным количеством воздуха. Температура воздуха в подготовительных забоях не превышала норм допустимых ПБ.
Расход воздуха на обособленное проветривание камер составил 24,7м3/с. По расчёту требовалось 19,9 м3/с, обеспеченность составила 124%. Ряд камер не был обеспечен расчетным количеством воздуха: электровозный гараж 1; электровозный гараж 2; камера холодильных установок ; камера водосборника.
Расход воздуха на обособленное проветривание поддерживаемых выработок составил 81,4 м3/с. По расчёту требовалось 37,3 м3/с. Фактическая обеспеченность расчетным количеством воздуха составила 218%. Ряд поддерживаемых выработок не был обеспечен расчетным количеством воздуха: 1 западный вентиляционный штрек ; сбойка на скиповый ствол гор. 741 м; камера холодильных установок; выработка ленточного конвейера; ходок чистки зумфа.
При этом имеется значительный перерасход воздуха в других поддерживаемых выработках: сбойка на западный конвейерный бремсберг ; западный конвейерный бремсберг ; сбойка между квершлагами ; сбойка на главный западный полевой вентиляционный штрек; главная вентиляционная выработка скипового ствола гор.741м ; сбойка между стволами гор. 547м ; сбойка на скиповой ствол гор. 1034м.
Расход воздуха на внутренние утечки составил 12,6 м3/с. По расчёту требовалось 4,3 м3/с. Фактические внутренние утечки превысили расчетную величину в 2,8 раза, в том числе: внутренние утечки: бункер в сети вентилятора скипового ствола; конвейерный ходок 7 панельной лавы в сети вентилятора вентиляционного ствола; вентиляционный штрек панельных лав в сети вентилятора вентиляционного ствола. Расход воздуха при утечках через поверхностные вентиляционные сооружения на поверхность включил в себя: в вентиляторной установке вентиляционного ствола через поверхность надшахтного здания; через вентиляционный канал: в вентиляторной установке скипового ствола через поверхность надшахтного здания ;через вентиляционный канал.
Сверхнормативные потери воздуха в шахте составили 52,2 м3/с.
Анализ депрессиограмы по маршруту через 8 панельную лаву пл.l8 (длина маршрута 7056м) показал, что из 732 даПа развиваемой вентилятором депрессии (с учетом естественной тяги) 92,6 даПа распределяется в выработках со свежей струей (L = 2612м) в выработках с исходящей струей (L = 4444м) распределяется 639,4 даПа.
Удельные потери депрессии по маршруту составляют 0,69 даПа; в выработках с исходящей струей — 0,44 даПа; в выработках со свежей струей — 0,035 даПа.
Удельные потери депрессии в выработках с исходящей струей превышают средние по маршруту: в вентиляционном штреке панельных лав l8 ; в западном полевом вентиляционном штреке.
Вентилятор главного проветривания ВЦД-40 работает устойчиво с КПД равным 0,75 в зоне промышленного использования, имеет резерв по производительности и по депрессии на существующую вентиляционную сеть. Общие внешние подсосы на вентиляторной установке ВЦД-40 составляют 52,8 м3/с или 34% к количеству воздуха поступающего в шахту, превышают расчетную величину (46,5м3/с).
Вентилятор главного проветривания ВОКД-1,8 работает устойчиво с КПД равным 0,6 в зоне промышленного использования, имеет резерв по производительности и по депрессии на существующую вентиляционную сеть. Общие внешние подсосы на вентиляторной установке ВОКД-1,8 составляют 17,0 м3/с или 11% к количеству воздуха поступающего в шахту, превышают расчетную величину (15,7м3/с).
Шахта «Октябрьский Рудник» является труднопроветриваемой. Температура воздуха на выемочном участке 8 панельной лавы пл.18 превышает допустимые величины (Нарушение п.8.2.2. ПБ).
Во время выполнения мероприятий некоторые выработки находились в неудовлетворительном состоянии (Нарушение п.2.2.3. ПБ): главный западный полевой вентиляционный штрек, обрушена кровля на 20м сечением выработки 0,6м2; главная вентиляционная выработка, обрушена кровля на 15м сечением выработки 0,8м2.
Таким образом, основными недостатками в проветривании шахты являются: необеспеченность расчетным расходом воздуха ряда выработок, камер; значительный перерасход свежего воздуха в некоторых поддерживаемых выработках; превышение фактических внутренних утечек воздуха над расчетными в 0,9 раза; превышение в 1,4 раза удельной депрессии в выработках с исходящей струей; неудовлетворительное состояние некоторых горных выработок и большие затраты электроэнергии на подачу используемого воздуха в шахту.
На основе проведенного анализа для повышения эффективности проветривания шахты и оптимального распределения воздуха по объектам проветривания рекомендуется ряд мероприятий: обеспечить расчетным количеством воздуха выработки; сократить до нормативных величин расход воздуха в следующих выработках за счет герметизации и уплотнения вентиляционных сооружений; произвести перекрепление выработок. Необходимо уплотнить вентиляционные сооружения: в бункере сети вентилятора скипового ствола; на конвейерном ходке 7 панельной лавы; в вентиляционном штреке сети вентилятора вентиляционного ствола; в надшахтном здании вентиляторной установки вентиляционного и скипового стволов.
С целью проверки эффективности предлагаемых для внедрения мероприятий по улучшению проветривания шахты «Октябрьский рудник» был произведен расчет затрат электроэнергии, используемой вентилятором шахты при сокращении расхода воздуха по объектам проветривания и внутренних утечек до расчетных значений.