ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

1. Актуальность темы

Ведение горных работ на глубоких горизонтах связано с усложнением горно-геологических условий разработки угольных пластов,увеличением газообильности, температуры вмещаюих пород, запыленности рудничной атмосферы и стоимости поддержания горных выработок. Кроме того, рост производственных мощностей шахт и размеров шахтных полей осуществляется в условиях концентрации и интенсификации горных работ. Всё это значительно затрудняет проветривание угольных шахт. Вентиляция становится одним из факторов, прямо или косвенно определяющих параметры угольных предприятий.

2. Цель работы

Разработать ряд мероприятий по совершенствованию проветривания шахты на основе вскрытия недостатков в проветривании шахты, установления фактического состояния горных выработок и вентиляционных сооружений, оценки состояния вентиляторов главного проветривания и параметров режимов их работы на шахтную вентиляционную сеть.

3. Краткие сведения о шахте

Шахта им. М.И. Калинина ГП ДУЭК расположена на территории Донецко - Макеевского района Донецкой области Украины и находится в Калининском районе г. Донецка.

В настоящее время шахтой разрабатывается пласт – h10. Шахта отнесена к опасным по внезапным выбросам угля и газа [1]. Ее абсолютная газообильность – 16,6 м³/мин, относительная газообильность – 25,2 м³/т. Общая протяженность действующих горных выработок равна 59,3 км. Способ проведения горных выработок – буровзрывные работы.

Рисунок 1

Рисунок 1 – Проведение выработок буровзрывным способом: 1 – буропогрузочная машина; 2 – перегружатель подвесной; 3 – маневровая тележка или электровоз

Шахтное поле вскрыто пятью вертикальными стволами (клетевыми № 1, № 2, № 3, скиповым и вентиляционным), а также капитальными квершлагами на горизонты 229 м, 758 м и 1070 м. Способ подготовки шахтного поля – панельный. Система разработки – сплошная.

Способ проветривания шахты – всасывающий. Схема проветривания – комбинированная. Проветривание шахты осуществляется двумя вентиляторными установками главного проветривания: ВЦД-47у на восточном вентиляционном стволе и ВЦ-5 на скиповом стволе. Свежий воздух в шахту поступает по клетевому стволу № 1, клетевому стволу № 2 и клетевому стволу № 3. Исходящая струя воздуха по восточному вентиляционному стволу и скиповому стволу выдается на поверхность.

Депрессионная съемка горных выработок выполнялась в III–IV квартале 2010 года работниками службы депрессионных съемок с целью анализа фактического состояния проветривания шахты и получения исходных данных для разработки рекомендаций по его улучшению. Обработка результатов депрессионной съёмки осуществлялась с помощью программной системы РЕВОД.

4. Программная система РЕВОД

Программная система РЕВОД ( Расчет Естественного Воздухорас-пределения и Обработка Депрессионной съемки) обеспечивает оперативное решение комплекса задач воздухораспределения в ШВС и ориентирована на использование персональных ЭВМ, совместимых с IBM PC.

Система РЕВОД является высокоэффективным инструментом для ИТР участков ВТБ угольных шахт и депрессионных служб ВГСО при решении задач анализа состояния вентиляционной сети и перспектив ее развития.

Основным набором исходных данных для системы РЕВОД является список ветвей и узлов ШВС с указанием их взаимосвязи, аэродинамические сопротивления ветвей и характеристики вентиляторов. Дополнительные данные (температура воздуха в узлах сети, метановыделение, отводы и др.) расширяют функциональный набор получаемых решений. Для эффективного формирования исходных данных в системе используется специальная программа управления базами данных.

Система РЕВОД позволяет:

При разработке системы РЕВОД использован ряд оригинальных решений, обеспечивающих высокое быстродействие и надежность ее работы.

Система снабжена мощной и гибкой сервисной оболочкой, упрощающей подготовку исходных данных, корректировку параметров сети, решение задач воздухораспределения и интерпретацию полученных результатов.

5. Расчет расхода воздуха для проветривания шахты в целом

Расчет расхода воздуха для шахты в целом определяется по формуле:

Qш = 1,1 * (ΣQуч + ΣQт.в + ΣQпог.в + ΣQпод.в + ΣQк + ΣQут),

где 1,1 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения воздуха по сети горных выработок;
ΣQуч – расход воздуха для проветривания выемочных участков, м³/мин;
ΣQт.в – расход воздуха,подаваемый к всасам ВМП для обособленного проветривания тупиковых выработок, м³/мин;
ΣQпог.в – расход воздуха для обособленного проветривания погашаемых выработок, м³/мин;
ΣQпод.в – расход воздуха для обособленного проветривания поддерживаемых выработок, м³/мин;
ΣQк – расход воздуха для обособленного проветривания камер, м³/мин;
ΣQут – утечки воздуха через вентиляционные сооружения, расположенные за пределами выемочных участков, м³/мин.

Расчетный расход воздуха, необходимый для проветривания шахты, равен:

Qш.р. = 1,1 * (17,0 + 21,6 + 17,9 + 61,9 + 9,5) = 140,7 м³/с.

Обеспеченность шахты воздухом составляла:

(Qш.ф. / Qш.р.) * 100 % = (259,3/140,7) * 100 % = 184 %.

6. Оценка состояния проветривания шахты на основе депрессионной съемки

В период проведения депрессионной съемки в шахту поступало 259,3 м³/с воздуха, тогда как по расчету [2] требовалось 140,7 м³/с, обеспеченность шахты расчетным количеством воздуха составила 184 %. В сети вентилятора ВЦД-47у выработки обеспечены воздухом на 233%, в сети вентилятора ВЦ-5 на 138 %.

По группам объектов проветривания поступающий в шахту воздух распределялся следующим образом:

Выемочный участок 1-й панельной лавы ЦПУ пл. h10 обеспечен расчётным расходом воздуха на 111%, Qф = 18,9 м³/с (расчетный расход воздуха составляет Qр = 17,0 м³/с).

Анализ депрессиограммы в сети вентилятора ВЦД – 47у по маршруту через 1-ю панельную лаву ЦПУ пл. h10 (длина маршрута 10209 м) показал, что из 538,8 даПа депрессии развиваемой вентилятором 109,3 даПа, теряется в выработках со свежей струей воздуха (l = 3795 м), в выработках с исходящей струей воздуха (l = 6414 м) теряется 429,5 даПа.

Наибольшие потери депрессии наблюдались в следующих выработках:

Во время депрессионной съемки производились замеры концентрации метана в исходящих струях выемочного участка и шахты. Содержание метана в местах замера не превышало норм допустимых ПБ.

На период съемки в работе находился 1 выемочный участок – 1 панельная лава ЦПУ пл.h10. При расчетах определялось изменение расходов воздуха в лаве (выемочном участке) при одновременном открывании дверей шлюзов в пределах вентиляционного участка, для диагональных лав – изменялись аэродинамические сопротивления определяющих ветвей.

Анализ результатов расчета показывает, что проветривание 1 панельной лавы ЦПУ пл. h10 по схеме 2-В-З-в-вт (верхняя часть лавы) будет устойчиво по расходу воздуха, но не устойчиво по направлению вентиляционной струи.

Проветривание 1 панельной лавы ЦПУ пл. h10 по схеме 2-В-З-н-вт (нижняя часть лавы) будет устойчиво по расходу воздуха и направлению.

Рисунок 2

Рисунок 2 – Схема проветривания очисного забоя типа 2-В-З-в-вт (2-тип, частичное разбавление примесей по источникам выделения; В-подтип, направление выдачи исходящей струи из лавы на выработанное пространство; З-класс, зависимое проветривание; в-подкласс, восходящее движение воздуха по лаве; вт-вид, возвратноточное направление свежей и исходящей струй воздуха)

Рисунок 3

Рисунок 3 – Ликвидация слоевых скоплений метана с помощью циркуляционного возвратноточного проветривания

Учитывая требования ПБ, а также для повышения степени устойчивости схемы проветривания выемочного участка необходимо оборудовать двери шлюзов, механической или электрической блокировкой, препятствующей одновременному открыванию дверей в шлюзе, с выводом информации о положении дверей на пульт горного диспетчера (оператора АГК, УТАС) в следующих выработках:

Рисунок 4

Рисунок 4 – Проветривание 1-й панельной лавы ЦПУ пл. h10 (красной стрелкой отмечена подача воздуха для проветривания лавы

7. Мероприятия для повышения эффективности проветривания шахты

На основе проведенного анализа для повышения эффективности проветривания шахты и оптимального распределения воздуха по объектам проветривания рекомендуется ряд мероприятий:

1. Обеспечить расчетным расходом воздуха следующие объекты проветривания путем регулирования в них расхода воздуха (увеличения):

2. Сократить до нормативных величин расход воздуха в следующих выработках, используя в них имеющиеся вентиляционные устройства:

3. Снизить внутренние утечки через вентиляционные сооружения в первую очередь за счет их герметизации:

4. Сократить внешние подсосы:

5. Погасить следующие неподдерживаемые выработки и изолировать их постоянными перемычками:

6. В нижеуказанных выработках произвести перекрепление в местах с сечением, не соответствующим проектному:

Выводы

После выполнения предлагаемых мероприятий в полном объеме, все основные объекты проветривания будут обеспечены расчетным расходом воздуха. Распределение воздуха по горным выработкам будет рациональнее, за счет чего появится резерв для дальнейшего развития горных работ, вентиляторы главного проветривания будут работать в зоне промышленного использования.

Список источников

  1. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. – М.: Недра, 1986. – 387 с.
  2. Руководство по проектрованию вентиляции угольных шахт. – К.: Основа, 1994. – 312 с.
  3. Патрушев М.А. и др. «Совершенствование проветривания угольных шахт. Из опыта разработки и внедрения эффективных схем проветривания» Донцк, «Донбас», 1976. – 126 с.
  4. Инструкция по расчету количества воздуха необходимого для проветривания действующих угольных шахт. – М.: Недра, 1975. – 80 с.
  5. Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А., Медведев И.И. «Аэрология горных предприятий»: Учебник для ВУЗов, – М. :Недра, 1987.– 421 с.
  6. Депрессионная съемка шахты им М.И. Калинина, – Донецк, – 2010.