ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

1. Актуальность темы

Интенсификация подземной добычи угля, осуществляемая на основе внедрения высокопроизводительной техники и прогрессивной технологии, способствует дальнейшему понижению уровня горных работ в шахтах. Ведение горных работ на больших глубинах сопряжено с повышением тепловыделений из горных пород в подземные выработки. Это способствует формированию в забоях температурных условий, которые не обеспечивают нормальную терморегуляцию человеческого организма при выполнении им труда определенной категории тяжести, последствием чего является рост заболеваемости, травматизма и ухудшение здоровья трудящихся.

2. Цель и задачи исследования

Цели задачи моей магистерской работы приведены на рисунке 1.


Рис. 1 – Анимационная схема целей и задач работы

(Параметры анимации: gif – анимация, число кадров – 4, число циклов – 6, размер – 60 КБ)

3. Обзор исследований и разработок

Климатические условия в горных выработках определяются в основном температурой, влажностью и скоростью движения шахтного воздуха и имеют большое значение для нормальной работы горнорабочих. Неблагоприятные тепловые условия в горных выработках наблюдаются уже на глубинах 600-700 м. В настоящее время проблема борьбы с высокими температурами приобретает все большее значение в связи с увеличением глубины разработки и применением более производительной техники. Наиболее тяжелые климатические условия наблюдаются в тупиковых выработках.

Основными направлениями технического развития угольной промышленности предусматривается широкое использование проходческих комбайнов. Это наиболее прогрессивный способ проведения подготовительных выработок, однако его применение приводит к резкому ухудшению тепловых характкристик шахтной атмосферы по сравнению с тепловыми характкристиками при буровзрывном способе. Это связано с более интенсивным теплообменом между воздухом и свежеобнаженными поверхностями горного массива, обусловленным более высокой скоростью подвигания забоя, повышением притока тепла от большого объема разрушенной горной массы, значительными выделениями тепла электрооборудованием и исполнительными органами проходческих комбайнов вследствие большой потребляемой мощности (до 700 кВт). В результате воздействия этих факторов температура воздуха в забоях при проведении выработок проходческими комбайнами на 6–7°С превышает температуру воздуха в аналогичных выработках, проводимых буровзрывным способом, и на глубинах 1000–1200 м достигает 33–38°С [7] .

Температура воздуха в забоях подготовительных выработок определяется следующими факторами: теплоотдачей пород, окружающих горные выработки; теплоотдачей добытого полезного ископаемого и отбитой породы при их транспортировке; тепловыделениями при окислении угля, угольной пыли и крепи, от механической работы и потерь электрической энергии; тепловыделениями людей.

До последнего времени удельный вес первых трех факторов составлял около 80% в тепловом балансе тупиковых выработок. В настоящее время в связи с увеличением глубины разработки и повышением энергонасыщенности проходческого оборудования повышается удельный вес тепловыделений от пород, окружающих горные выработки, и от машин и механизмов [3].

4. Исследование теплового режима подготовительных горных выработок шахты им. А.А. Скочинского

Цель шахтных тепловых съемок – получение достоверных исходных данных к выполнению прогноза температуры воздуха и расчету холодопотребности 3-й восточной лавы УП ЦП пласта h16 и разработке предложений по нормализации температурных условий средствами охлаждения воздуха.

Шахтные тепловые съемки выполнялись в соответствии с требованиями действующих нормативных документов – Правила безопасности в угольных шахтах [1] и Руководство по проведению тепловых съемок в угольных шахтах [2].

При тепловых съемках в тупиковых подготовительных выработках пункты замеров тепловлажностных параметров воздуха распологались:

— в свободном сечении воздухоподающей выработки перед ВМП;

— в вентиляционном трубопроводе на выходе воздуха в призабойную зону;

— в свободном сечении тупиковой выработки на расстоянии до 5 м от конца вентиляционного трубопровода в сторону устья;

— в свободном сечении тупиковой выработки на расстоянии 5-10 м от устья тупиковой выработки в сторону забоя.

Измерения температуры воздуха по сухому и мокрому термометрам выполнялись психрометром МВ-4М. Скорость воздуха измерялась анемометрами АСО-3, МС-13, АПР-2, а также прибором LUGA (Германия).

Тепловые условия в действующих тупиковых подготовительных выработках шахты им. А.А. Скочинского ГП ДУЭК по состоянию на июль 2010г.

Название выработок, место замера Температура воздуха, °С Относительная влажность воздуха, % Скорость воздуха, м/с
Вентиляционный ходок № 2 ЗП (нижний забой)
Перед ВМП
Призабойная зона 29,8 77,0 0,5
Устье выработки 31,2 78,0 0,55
Вспомогательный ходок № 2 5 западной лавы ЗП
Перед ВМП
Призабойная зона 27,8 76,0 0,6
Устье выработки 28,8 77,0 0,65
Магистральный конвейерный штрек ЗП
Перед ВМП
Призабойная зона 27,6 77,0 0,5
Устье выработки 28,0 77,0 0,53
Вентиляционный ходок № 2 ЗП (верхний забой)
Перед ВМП
Призабойная зона 30,8 78,0 0,5
Устье выработки 32,1 77,0 0,56

Сведенья o численности трудящихся, работающих в высокотемпературных условиях Шахта им. А.А. Скочинского ГП ДУЭК в 2010г.

№ п/п Наименования очистных и подготовительных забоев (участки) ГРОЗ Эл. слес. Проходчик

ГРП ГРПР МПУ Горномонтажник ИТР Итого
1 5 западная лава ЗП (участок № 1) 96 23 59 18 2 4 10 212
2 2 западная лава УПЦП (участок № 2) 84 22 38 16 1 11 172
3 2 восточная лава лава АПЦП (участок № 3) 88 20 39 18 2 2 5 11 185
4 УПР: вспом. Ходок № 2 5 зап. лавы ЗП вент. ходок № 2 ЗП (нижн. и верх. забои) маг. конв. штрек ЗП 12 133 18 3 20 186
5 МДУ: 5 зап. лава ЗП, 2 зап. лава УПЦП, 2 вост. УПЦП 22 17 10 2 10 11 72
Всего: 290 94 269 80 10 6 15 63 827

В соответствии с представленными данными о температурном режиме по состоянию на июль 2010 года, тепловые условия превышают значения, регламентируемые Правилами безопасности в действующих и планируемых к вводу в эксплуатацию очистных и тупиковых подготовительных выработках. В тупиковых подготовительных выработках (магистральный конвейерный штрек ЗП, вентиляционный ходок № 2 ЗП верхний забой) температура воздуха в призабойных зонах достигает 27,8–30,8°С при относительной влажности 76–78 % и скорости воздуха 0,5–0,6 м/с.

В выработках, где температура воздуха превышает допустимые Правилами безопасности значения, согласно предоставленным шахтой данным, работает 827 горнорабочих [5].

5.Организационные мероприятия по предупреждению отрицательного воздействия температурного фактора на работающих в условиях высоких температур

Для предупреждения отрицательного воздействия температурного фактора на работающих должны применяться следующие организационные мероприятия:

— Обеспечивать минимум ручного и физического труда в очистных и подготовительных забоях за счет применения механизации работ по погрузке и доставке материалов и оборудования;

— Предусматривать 10–15 минутные технологические перерывы на отдых и восстановление нормального физического состояния рабочих после каждого часа работы;

— Расчет численности и комплектования проходческих бригад вести с учетом периодической замены рабочих на трудоемких операциях;

— Обеспечивать постоянную механизированную доставку людей на отдаленные рабочие места по выработкам с высокими температурами;

— Проводить профосмотр трудящихся, занятых на работах в выработках с высокими температурами с периодическим медицинским освидетельствованием состояния их здоровья;

— До начала ведения подготовительных работ согласовывать участие коллективов работников участков на выполнение работ с временным отступлением от требований ПБ по температурному режиму;

Улучшение температурных условий в тупиковых подготовительных выработках предусматривается на основе улучшения проветривания призабойных зон за счет уплотнения и замены вентиляционных трубопроводов на больший диаметр, применения более производительных ВМП.

На основе анализа предоставленного шахтой «Комплекса мероприятий…» и проверочных тепловых расчетов с использованием горнотехнологических материалов шахты, установлено:

— Разработанный и переданный МакНИИ на согласование «Комплекс мероприятий…» на 2011 год без применения искусственного охлаждения воздуха не позволит существенно улучшить температурные условия в тупиковых подготовительных выработках.

— Согласно выполненным прогнозным расчетам температура воздуха в тупиковых подготовительных выработках достигнет 30,0°С.

— Снижение температуры воздуха в подготовительных выработках без применения средств кондиционирования возможно, в лучшем случае, на 0,5–0,8°С.

Выводы и предложения

Дальнейшее улучшение температурных условий в тупиковых подготовительных выработках за счет увеличения расходов воздуха на их проветривание практически не даст положительных результатов.

Улучшение температурных условий во всех планируемых к дальнейшей отработке горных выработок возможно только при искусственном охлаждении воздуха с применением передвижных холодильных установок с кондиционерами КПШ 300.


Рис. 2 – Воздухообрабатывающий блок КПШ 300


Рис. 3 – Компрессорно-конденсаторный блок КПШ 300


Рис. 4 – Кондиционер Передвижной Шахтный КПШ 300
 

Работы в горных выработках, температура воздуха в которых после реализации Комплекса мероприятий… превышает допустимую Правилами безопасности, должны проводиться с учетом корректировки норм времени нахождения людей в зонах с повышенной температурой. Наряду с этим должен выполняться комплекс оздоровительных мероприятий по снижению влияния нагревающего микроклимата на организм трудящихся [4].

Список источников

  1. Правила безопасности в угольных шахтах. – М.: Недра, 1986, – С. 293.
  2. Руководство по проведению тепловых съемок в угольных шахтах. Макеевка-Донбасс, МакНИИ, 1982.
  3. Мартынов А.А., Яковенко А.К., Петросянц В.А. Результаты шахтных испытаний экспериментальной установки турбодентанерного охлаждения воздуха в тупиковых выработках // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах. Сб. научн. трудов МакНИИ, – 1995. – С. 144–151.
  4. ТУ У29.2–00217863–040–2004. Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300. Технические условия.
  5. Комплекс мероприятий по борьбе с высокими температурами воздуха в горных выработках на 2011 год ОП Шахта им. А.А. Скочинского ГП ДУЭК.
  6. Стукало А.А. Характеристика действующих глубоких угольных шахт по тепловому фактору // Геотехнологий и управления производством XXI века. Сборник научных трудов 2 международной научно-практической конференции в г.Донецке. – Донецк: ДонНТУ, 2007. – С.112–114.
  7. Медведев Б.И., Сухоруков В.П., Кондрацкий В.Л., Лепихов В.А., Кузнецов В.В., Орлик В.П. Климатические условия и пути их нормализации в забоях тупиковых выработок [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ecolog.at.ua/index/0–21.