Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Введення

Виникнення великих аварій на шахтах України, викликаних раптовими вибухами пило–метаноповітряних сумішей в гірських виробках, вимагає пошуку нових ефективних технічних пропозицій щодо зниження ймовірності вибухів. Наявність пилу в метано–повітряної суміші при вибуху сприяє значному збільшенню сили вибуху і утворення великого обсягу токсичних газів високої концентрації. Крім того, пил агресивно діє на обладнання поверхневого комплексу, провокує небезпечні захворювання органів дихання робітників (вентиляторні установки головного провітрювання вугільних шахт протягом доби викидають в шахтний поверхневий комплекс більше 1,5 тонн аерозольного пилу, створюючи при цьому перевищення ГДК в 2–3) [3].

1. Актуальність теми

Сучасні способи підземної добичі вугілля характеризуються утворенням значної кількості пилу і виділенням його в атмосферу гірських виробок.

Боротьба з пилом уявляє собою складну інженерну та організаційно-технічну задачу т. я. копальневий пил погіршує санітарно-гігієнічні умови праці робітників, зменшує видимість у виробках, дратує шкіру та очі, викликаючи головні захворювання, дратує дихальні шляхи і легені, при тривалому диханні може викликати хронічні захворювання легенів. Крім того, присутність в рудничної атмосфері тонкого і сухого вугільного пилу, що містить більше 15% летучих речовин, викликає небезпеку вибуху пилу.

Для вирішення даної задачі тобто для забезпечення прийнятного рівня безпеки на вугільній шахті необхідно детальне планування заходів щодо комплексного знепилювання гірничих виробок, обов’язкове і повне їх виконання, що дозволить запобігти інциденти і аварії.

2. Цілі і задачі магістерської роботи

Метою магістерської роботи є аналіз стану та розробка науково – обгрунтованих заходів щодо комплексного знепилювання гірничих виробок шахти «Новодонецька».

Основні задачі роботи:

  1. Аналіз застосованих на шахті способів знепилювання
  2. Дати оцінку ефективності заходів, що застосовуються на шахті
  3. Розробити комплекс ефективних заходів для знепилювання в гірничих виробках.

3. Коротка характеристика шахти «Новодонецька»

Шахта «Новодонецька» розташована в західній частині Донецького басейну на північній околиці Красноармійського родовища.

Виробнича потужність шахти 1000000 тонн на рік.

Проектна – 1200 тис.т на рік , 4000 т / добу.

Розміри шахтного поля:

по простяганню – 6000 м

з падіння – 2500 м

Шахта III категорії по газу, небезпечна по пилу, вугілля не схильні до самозаймання.

Проектом передбачено відпрацювання 2-х робочих пластів: L3 і К7.

Відносна метанообільність пластів становить:

L3 – 9,78 К7 – 2,62 м3 / т.сут.доб.

Шахтне поле розкрите 2-я центрально – здвоєними вертикальними стволами глибиною 322 м кожен, та 4–ма шурфами глибиною відповідно 150м, 120м, 320м, 320м.

Діаметр стовбурів 5,5 м, кріплення залізобетонне з тюбінгами в корінних породах, армування металева. Допоміжний ствол обладнано 2-мя неопрокіднимі клітями на вагонетки УВГ – 1,6, має сходове відділення.

По стовбуру прокладені два водовідливних трубопроводу діаметром 300 і 400 мм. Скиповий стовбур обладнаний 2–ма скипами, ємністю 9 т кожен. По стовбуру прокладений трубопровід O 427 мм, який проектом передбачається використовувати для подачі води з поверхні підземний протипожежний трубопровід.

На шахті прийнята панельна підготовка шахтного поля.

Система розробки – довгі стовпи по простяганню. Схема провітрювання шахти флангова, система провітрювання – усмоктувальна. Свіже повітря в шахту надходить по клітьового стовбуру і шурфу № 4. Вихідний струмінь виходить по скіповому стовбуру і шурфами № 1, 2, 3.

Виїмка вугілля в усіх очисних вибоях здійснюється механізованими комплексами типу ВМКД-90Н «2ДТ» із застосуванням комбайна 2ГШ – 68Б.

Проведення підготовчих виробок проводиться комбайнами типу ГПКС, КСП-32, ЕБ 3–160.

Загальна протяжність виробок становить 68–70 км. Транспортування відбитої гірничої маси здійснюється конвеєрами типу 2Л–100У, ВЛ–100У, Л–100К, 1Л – 80, СП-202, СПМ-87, СП–63,СП –250.

Для контролю рудничної атмосфери у виробках на шахті впроваджено комплекс аерогазовий інформаційний ( КАГИ ) і централізований телеавтоматичний контроль газу – метану ( АТЗ-1 ) .

Провітрювання підготовчих вибоїв здійснюється вентиляторами типу СВМ–6, ВМ–6, ВМЕ–2–8. Контроль за роботою ВМП здійснюється за допомогою телефонного зв’язку.

4. Аналіз стану заходів з комплексного знепилювання гірничих виробок ш. «Новодонецька»

Розділ щодо боротьби з пилом у проектах нових і реконструйованих шахт (горизонтів), розкриття та підготовки блоків, панелей, виїмкових полів повинен містити:

– перелік заходів щодо боротьби з пилом при усіх процесах, що супроводжуються пиловиділенням (при виїмці вугілля, проведення гірничих виробок, закладних роботах, навантаженні, транспортуванні та розвантаженні гірничої маси, в т. ч. в околоствольному дворі);

– параметри роботи обладнання для боротьби з пилом і розміщення його у мережі гірничих виробок ;

– специфікацію на обладнання та матеріали для боротьби з пилом;

– схему пожежно–зрошувальних трубопроводів із зазначенням їх діаметрів, напорів води, місць розміщення зрошувальних пристроїв, насосних установок та ін;

– рекомендації за оптимальними та пиловим чинником режимів провітрювання вибоїв;

– перелік робочих місць і виробничих процесів, де повинні застосовуватися протипилові респіратори [1].

У проекті будівництва шахти такий розділ є.

На ПСП «Шахтоуправління Білозерське» ТОВ ДТЕК «Добропіллявугілля» ш. «Новодонецька» застосовуються такі протипилові заходи як:

1. Знепилювання повітря в очисних виробках

Для запобігання виділення і розповсюдження пилу в очисних виробках повинні застосовуватися:

зрошення при виїмці вугілля;

зрошення на вантажному пункті лави;

зрошення при навантаженні вугілля в нішах.

2. Попереднє зволоження вугілля в масиві

При природному вмісті вологи у вугіллі пласта L3 рівній 6,3% проектом передбачено застосування попереднього зволоження вугілля в масиві.

Попереднє зволоження вугілля в масиві проводиться через свердловини пробурені із підготовчих виробок.

3. Знепилювання повітря при транспортуванні вугілля

Для подавлення пилу при транспортуванні вугілля конвеєрами повинно застосовуватися зрошення за допомогою зонтичних або конусних форсунок.

Форсунки повинні включатися в роботу автоматично пристроями типу АТ-3 або ВОД.

4. Боротьба з пилом при вибухових роботах

Метою протипилових заходів при вибухових роботах є попередження розповсюдження пилу і газів після вибуху, а також попередження вибухів вугільного пилу і газів в процесі ведення вибухових робіт, для чого необхідно застосовувати:

– зрошення поверхні виробок перед підриванням зарядів ВР у шпурах і зв’язування відкладенного пилу;

– водяні завіси, які створюються підриванням зарядів ВР в поліетиленових посудинах з водою;

– гідронабійки шпурів;

– водяні завіси, що створюються за допомогою форсунок [2].

5 . Боротьба з пилом у транспортних і околоствольних виробках

На пересувних та напівстационарних навантажувальних пунктах, а також у пунктах навантаження і перевантаження на стрічкових конвеєрах повинно застосовуватися зрошення занурюваної гірничої маси.

Зрошувачі необхідно встановлювати таким чином, щоб розпилювана вода повністю перекривала осередок знепилювання. Питома витрата води на зрошення повина бути не менше 5 л/т, а тиск води – не менш 0,5 МПа.

При застосуванні зрошення на стрічкових конвеєрах необхідно передбачати автоматичне включення подачі води [2].

6. Знепилювання вхідних і вихідних вентиляційних потоків

Для знепилювання повітряних потоків, що проходять по гірських виробках повинні застосовуватися водяні і водоповітряні (туманотвірні) завіси.

Витрата рідини для водяної завіси повина прийматися 0,1 л на 1 м3 прохідного повітря при тиску 0,5 МПа, для туманообразующій завіси – 0,05 л на 1 м3 прохідного повітря при тиску 0,3–0,4 МПа. Для водоповітряних ежекторів витрата і тиск води приймаються у відповідності з технічною характеристикою ежектора.

7. Індивідуальні засоби захисту від пилу

Індивідуальний захист органів дихання від вугільного та породного пилу здійснюється з допомогою протипилових респіраторів, які забезпечують очищення вдихуваного повітря від пилу до величини, що не перевищують гранично допустимих концентрацій.

В індивідуальному користуванні шахта має протипилові респіратори типу Пульс-До, Пульс–М.

Рис.1 – Респіратор «Пульс–К»

Респіратор «Пульс–К» призначений для захисту органів дихання від аерозолів шкідливих речовин (пилу, диму, туману). Респіратор «Пульс–К» складається з гумової напівмаски ПР-7 з двома клапанами видиху, двох фільтруючих патронів, трикотажного обтюратора (або без нього) і оголов’я. Застосовується при концентрації аерозолю в повітрі до 1000 мг/м3

Однак система комплексного знепилювання гірничих підприємств, незважаючи на високу ефективність на окремих ділянках технологічного ланцюга, часто не в змозі забезпечити зниження запиленості повітря на робочих місцях до рівнів близьких до гранично припустимих концентрацій (ГДК). Необхідно знизити 50% запиленості повітря для цього потрібно використовувати нові установки.

5. Огляд сучасних способів знепилювання

У дисертаційній роботі Гого В. Б. нове рішення актуальної наукової проблеми, спрямованої на покращення умов праці шахтарів за пиловим фактором, що полягає в розкритті механізмів і закономірностей імпульсно-хвильового гідрозне пилювання для удосконалення засобів боротьби з пилом, що дозволить знизити рівень запиленості повітря як на поверхні, так і в гірничих виробках шахти.

механізм імпульсно-хвильового гідрознепилювання повітря (газу) краплинною рідиною, який полягає в процесі коливального вміщення частинки пилу в краплю рідини за рахунок результуючого імпульсу діючих сил і енергетичного потенціалу системи «крапля рідини – частинка пилу», що визначають ефективність обертального дрейфу і дифузії частинки пилу в краплю рідини.

Bстановлено, що в області зростання амплітуди тиску частота коливань частинок пилу і крапель рідини змінюється за експоненціальним законом, в якому показник ступеня прямо пропорційно залежить від діаметра частинки до злиття і обернено пропорційно залежить від швидкості її руху, що підвищує ефективність процесу імпульсного вміщення частинок пилу в краплі рідини, тобто ефективність гідрознепилювання в середньому на 20%. (3 )

Форсунки з факелом розпилу «порожнистий конус»

Аксіальні форсунки з факелом розпилу «порожнистий конус»

• Створення максимально дрібного розпилення;

• Вузькі поперечні перетину;

• Максимальний кут конуса розпилу 90 °;

Рис. 2 – Аксіальна форсунка з факелом розпилу «порожнистий конус» (анімація: 5 кадрів; 67 КБ)

При необхідності виключно дрібного і рівномірного розпилення форсунками з факелом розпилу «порожнистий конус». Аксіальні форсунки з факелом розпилу «порожнистий конус» максимально ефективні. Спіральні канавки створюють завихрення рідини. При досить вузькому спектрі розміру крапель сукупна поверхню крапель розпорошується речовини значно збільшується.

Висновки

У ході виконання магістерської роботи були зібрані і проаналізовані матеріали по ш. «Новодонецька», був проведений аналіз застосовуваних на шахті способів знепилювання, дана була оцінка ефективності заходів, що застосовуються на шахті на основі вищевикладеного комплекс ефективних заходів для знепилювання в гірських виробках.

При написанні реферату магістерська робота ще не закінчена. Повний текст роботи та матеріали по даній темі можуть бути отримані у автора або наукового керівника в грудні 2014 року.

Перелік посилань

1. Керівництво з проектування вентиляції вугільних шахт / М.: "Недра", 1975

2. Правила безпеки у вугільних шахтах, ПБ 05–618–03, 2004 р.

3. Гого В. Б. Дисертація та автореферат ДонНТУ, 2008. – 280 с.

4. "Гірнича справа" / Ю. Ф. Васючков. – Москва: Гірська книг, 2011. – 350, с.

5. Александров С. М., Булгаков Ю. Ф., Яйло В. В. / Охорона праці в вугільній промисловості (навчальний посібник для студентів гірничих спеціальностей вищих навчальних закладі)/. – Донецьк.: ДонНТУ. 2005., 520 с .

6. Іщук І. Г., Поздняков Г. А. Засоби комплексного знепилювання гірничих підприємств: Довідник. – М.: Недра, 1991. – 253 с.

7. Форсунки і розпилювальні системи Lechler. ТОВ «Крафтлог» – м. Москва, вул. Кулакова, д. 20, стр.