Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Возникновение крупных аварий на шахтах Украины, вызванных внезапными взрывами пыле – метановоздушных смесей в горных выработках, требует поиска новых эффективных технических предложений по снижению вероятности взрывов. Наличие пыли в метано – воздушной смеси при взрыве способствует значительному увеличению силы взрыва и образованию большого объёма токсичных газов высокой концентрации. Кроме того, пыль агрессивно действует на оборудование поверхностного комплекса, провоцирует опасные заболевания органов дыхания рабочих (вентиляторные установки главного проветривания угольных шахт в течение суток выбрасывают в шахтный поверхностный комплекс более 1,5 тонн аэрозольной пыли каждая, создавая при этом превышение ПДК в 2–3 раза) [3].

1. Актуальность темы

Современные способы подземной добычи угля характеризуются образованием значительного количества пыли и выделением ее в атмосферу горных выработок.

Борьба с пылью представляет собой сложную инженерную и организационно–техническую задачу т. к. рудничная пыль ухудшает санитарно–гигиенические условия труда рабочих, уменьшает видимость в выработках, засоряет и раздражает кожу и глаза, вызывая главные заболевания, засоряет и раздражает дыхательные пути и легкие, при длительном дыхании может вызывать хронические заболевания легких. Кроме того, присутствие в рудничной атмосфере тонкой и сухой угольной пыли, содержащей более 15% летучих веществ, вызывает опасность взрыва пыли.

Для решения данной задачи т. е. для обеспечения приемлемого уровня безопасности на угольной шахте необходимо детальное планирование мероприятий по комплексному обеспыливанию горных выработок, обязательное и полное их выполнение, что позволит предотвратить инциденты и аварии.

2. Цель и задача магистерской работы

Целью магистерской работы является анализ состояния и разработка научно – обоснованных мероприятий по комплексному обеспыливанию горных выработок шахты «Новодонецкая».

Основные задачи работы:

  1. Анализ применяемых на шахте способов пылеподавления
  2. Дать оценку эффективности мероприятий, применяемых на шахте
  3. Разработать комплекс эффективных мероприятий для пылеподавления в горных выработках.

3. Краткая характеристика шахты «Новодонецкая»

Шахта «Новодонецкая» расположена в западной части Донецкого бассейна на северной окраине Красноармейского месторождения.

Производственная мощность шахты 1000000 тонн в год.

Проектная – 1200 тыс.т в год, 4000 т/сут.

Размеры шахтного поля:

по простиранию – 6000 м

по падению – 2500 м

Шахта III категории по газу, опасная по пыли, угли не склонны к самовозгоранию.

Проектом предусмотрена отработка 2–х рабочих пластов: L3 и К7.

Относительная метанообильность пластов составляет:

L3 – 9,78 К7 – 2,62 м3/ т.сут.доб.

Шахтное поле вскрыто 2–мя центрально – сдвоенными вертикальными стволами глубиной 322 м каждый, и 4–мя шурфами глубиной соответственно 150м, 120м, 320м, 320м.

Диаметр стволов 5,5 м, крепление железобетонное с тюбингами в коренных породах, армировка металлическая. Вспомогательный ствол оборудован 2–мя неопрокидными клетями на вагонетки УВГ–1,6, имеет лестничное отделение.

По стволу проложены два водоотливных трубопровода диаметром 300 и 400 мм. Скиповой ствол оборудован 2–мя скипами, емкостью 9т каждый. По стволу проложен трубопровод O 427 мм, который настоящим проектом предусматривается использовать для подачи воды с поверхности подземный противопожарный трубопровод.

На шахте принята панельная подготовка шахтного поля.

Система разработки – длинные столбы по простиранию. Схема проветривания шахты фланговая, система проветривания–всасывающая. Свежий воздух в шахту поступает по клетьевому стволу и шурфу №4. Исходящая струя выходит по скиповому стволу и шурфами №1, 2, 3.

Выемка угля во всех очистных забоях осуществляется механизированными комплексами типа ВМКД–90Н «2ДТ» с применением комбайна 2 ГШ – 68Б.

Проведение подготовительных выработок производится комбайнами типа ГПКС, КСП–32, ЕБ 3 – 160.

Общая протяженность выработок составляет 68–70 км. Транспортировка отбитой горной массы осуществляется конвейерами типа 2Л–100У, ВЛ–100У, Л–100К, 1ЛТ–80, СП–202,СПМ–87, СП–63, СП – 250.

Для контроля рудничной атмосферы в выработках на шахте внедрен комплекс аэрогазовый информационный (КАГИ) и централизованный телеавтоматический контроль газа–метана (АТЗ–1).

Проветривание подготовительных забоев осуществляется вентиляторами типа СВМ–6, ВМ–6, ВМЭ–2–8. Контроль за работой ВМП осуществляется посредством телефонной связи.

4. Анализ состояния мероприятий по комплексному обеспыливанию горных выработок ш. «Новодонецкая»

Раздел по борьбе с пылью в проектах новых и реконструируемых шахт

(горизонтов), вскрытия и подготовки блоков, панелей, выемочных полей должен содержать:

– перечень мероприятий по борьбе с пылью при всех процессах, сопровождающихся пылевыделением (при выемке угля, проведении горных выработок, закладочных работах, погрузке, транспортировании и разгрузке горной массы, в т.ч. в околоствольном дворе);

– параметры работы оборудования для борьбы с пылью и размещение его по сети горных выработок;

– спецификацию на оборудование и материалы для борьбы с пылью;

– схему пожарно–оросительных трубопроводов с указанием их диаметров, напоров воды, мест размещения оросительных устройств, насосных установок и др.;

– рекомендации по оптимальным по пылевому фактору режимам проветривания забоев;

– перечень рабочих мест и производственных процессов, где должны применяться противопылевые респираторы [1].

В проекте строительства шахты такой раздел имеется.

На ПСП «Шахтоуправление Белозерское» ООО ДТЭК «Добропольеуголь» ш. «Новодонецкая» применяютя такие противопылевые мероприятия как:

1. Обеспыливание воздуха в очистных выработках

Для предотвращения выделения и распространения пыли в очистных выработках должны применяться:

орошение при выемке угля;

орошение на погрузочном пункте лавы;

орошение при погрузке угля в нишах.

2. Предварительное увлажнение угля в массиве

При естественном содержании влаги в угле пласта L3 равной 6,3% проектом предусмотрено применение предварительного увлажнения угля в массиве.

Предварительное увлажнение угля в массиве производится через скважины пробуренные из подготовительных выработок.

3. Обеспыливание воздуха при транспортировке угля

Для подавления пыли при транспортировке угля конвейерами должно применяться орошение с помощью зонтичных или конусных форсунок. Форсунки должны включаться в работу автоматически устройствами типа АО–3 или ВОД.

4. Борьба с пылью при взрывных работах

Целью противопылевых мероприятий при взрывных работах является предупреждение распространения пыли и газов после взрыва, а также предупреждение взрывов угольной пыли и газов в процессе ведения взрывных работ, для чего необходимо применять:

– орошение поверхности выработок перед взрыванием зарядов ВВ в шпурах и связывание отложившийся пыли;

– водяные завесы, создаваемые взрыванием зарядов ВВ в полиэтиленовых сосудах с водой;

– гидрозабойку шпуров;

– водяные завесы, создаваемые с помощью форсунок [2].

5. Борьба с пылью в транспортных и околоствольных выработках

На передвижных и полустационарных погрузочных пунктах, а также в пунктах погрузки и перегрузки на ленточных конвейерах должно применяться орошение погружаемой горной массы.

Оросители необходимо устанавливать таким образом, чтобы распыляемая вода полностью перекрывала очаг пылевыделения. Удельный расход воды на орошение должен быть не менее 5 л/т, а давление воды – не менее 0,5 МПа.

При применении орошения на ленточных конвейерах необходимо предусматривать автоматическое включение подачи воды [2].

6. Обеспыливание входящих и исходящих вентиляционных потоков

Для обеспыливания воздушных потоков проходящих по горным выработкам должны применяться водяные и водовоздушные (туманообразующие) завесы.

Расход жидкости для водяной завесы должен приниматься равным 0,1 л на 1 м3 проходящего воздуха при давлении 0.5 МПа, для туманообразующей завесы – 0,05 л на 1 м3 проходящего воздуха при давлении 0.3–0.4 МПа. Для водовоздушных эжекторов расход и давление воды принимаются в соответствии с технической характеристикой эжектора.

7. Индивидуальные средства защиты от пыли

Индивидуальная защита органов дыхания от угольной и породной пыли осуществляется с помощью противопылевых респираторов, которые обеспечивают очистку вдыхаемого воздуха от пыли до величины, не превышающих предельно допустимых концентраций.

В индивидуальном пользовании шахта имеет противопылевые респираторы типа Пульс–К, Пульс–М.

Рис. 1 – Респиратор «Пульс–К»

Респиратор «Пульс–К» предназначен для защиты органов дыхания от аэрозолей вредных веществ (пыли, дыма, тумана). Респиратор «Пульс–К» состоит из резиновой полумаски ПР–7 с двумя клапанами выдоха, двух фильтрующих патронов, трикотажного обтюратора(или без него) и оголовья. Применяется при концентрации аэрозоля в воздухе до 1000 мг/м3.

Однако система комплексного пылеподавления горных предприятий, несмотря на высокую эффективность на отдельных участках технологической цепи, зачастую не в состоянии обеспечить снижение запыленности воздуха на рабочих местах до уровней близких к предельно допустимым концентрациям (ПДК). Необходимо снизить 50% запыленности воздуха для этого нужно использовать новые установки.

5. Обзор современных способов пылеподавления

В диссертационной работе Гого Владимира Бейловича дано новое решение актуальной научной проблемы, направленной на улучшение условий труда шахтеров за пылевым фактором, заключается в раскрытии механизмов и закономерностей импульсно – волнового гидропылеулавливания для усовершенствования средств борьбы с пылью , что позволит снизить уровень запыленности воздуха как на поверхности , так и в горных выработках шахты.

Механизм импульсно – волнового гидропылеулавливания воздуха (газа) капельной жидкостью, который заключается в процессе колебательного вмещения частицы пыли в каплю жидкости за счет результирующего импульса действующих сил и энергетического потенциала системы «капля жидкости – частица пыли», определяющие эффективность вращательного дрейфа и диффузии частицы пыли в каплю жидкости.

Установлено, что в области роста амплитуды давления частота колебаний частиц пыли и капель жидкости изменяется по экспоненциальному закону, в котором показатель степени прямо пропорционально зависит от диаметра частицы к слиянию и обратно пропорционально зависит от скорости ее движения, что повышает эффективность процесса импульсного вмещения частиц пыли в капле жидкости, т. е. эффективность гидроулавливания в среднем на 20% [3].

Форсунки с факелом распыла «полый конус»

Аксиальные форсунки с факелом распыла «полый конус»

• Создание максимально мелкого распыления;

• Узкие поперечные сечения;

• Максимальный угол конуса распыла 90°;

Аксиальная форсунка с факелом распыла «полый конус»

Рис. 2 – Аксиальная форсунка с факелом распыла «полый конус»
(анимация: 5 кадров, 6 циклов, 67 килобайт)

При необходимости исключительно мелкого и равномерного распыления форсунками с факелом распыла «полый конус». Аксиальные форсунки с факелом распыла «полый конус» максимально эффективны. Спиральные канавки создают завихрение жидкости. При довольно узком спектре размера капель совокупная поверхность капель распыляемого вещества значительно увеличивается.

Выводы

В ходе выполнения магистерской работе были собраны и проанализированы материалы по ш. «Новодонецкая»,был произведен анализ применяемых на шахте способов пылеподавления, дана была оценка эффективности мероприятий, применяемых на шахте на основе вышеизложенного комплекс эффективных мероприятий для пылеподавления в горных выработках.

При написании реферата магистерская работа еще не окончена, Полный текст работы и материалы по данной теме могут быть получены у автора или научного руководителя в декабре 2014 года.

Список используемой литературы

1. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт/М.: "Недра", 1975 г.

2. Правила безопасности в угольных шахтах, ПБ 05–618–03, 2004 г.

3. Гого В. Б. Диссертация и автореферат ДонНТУ, 2008. – 280 с.

4. "Горное дело" / Ю. Ф. Васючков. — Москва: Горная книга, 2011. — 350, с.

5. Александров С. Н., Булгаков Ю. Ф., Яйло В. В. /Охрана труда в угольной промышленности (учебное пособие для студентов горных специальностей высших учебных заведений)/. – Донецк.: ДонНТУ. 2005., 520 с.

6. Ищук И.Г., Поздняков Г.А. Средства комплексного обеспыливания горных предприятий: Справочник. – М. : Недра, 1991. – 253 с.

7. Форсунки и распылительные системы Lechler. ООО «Крафтлог» – г. Москва, ул. Кулакова, д. 20, стр.