Лукьяненко Е.В., Николаев Е.Б. - Исследование состояния и разработка мероприятий по нормализации температурных условий в длинных подготовительных забоях в условиях шахты им. А.А.Скочинского

Аннотация

Лукьяненко Е.В., Николаев Е.Б. Исследование состояния и разработка мероприятий по нормализации температурных условий в длинных подготовительных забоях в условиях шахты им. А.А.Скочинского. 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.

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.

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 заюоях при проведении выработо град.к 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.

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 поторь 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.

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 и Руководство по проведению тепловых съемок в угольных шахтах.

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.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.

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.

Список источников

Правила безопасности в угольных шахтах. – М.: Недра, 1986, — С. 293
Руководство по проведению тепловых съемок в угольных шахтах. Макеевка–Донбасс, МакНИИ, 1982.
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
ТУ У29.2-00217863-040-2004. Кондиционер передвижной шахтный КПШ300. Технические условия.
Комплекс мероприятий по борьбе с высокими температурами воздуха в горных выработках на 2011 год ОП Шахта им. А.А. Скочинского ГП ДУЭКс.
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.
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://kadrovik.by/topic/10441/