Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

1. Актуальність теми

Процес видобутку вугілля в шахтах відбувається при наявності ряду несприятливих факторів: висока температура рудничної атмосфери, запиленість, тощо.

Висока температура в забої шахти виникає через тепловиділення від гірського масиву, що транспортується вугілля і працюючих механізмів. Ведення гірничих робіт на великих глибинах пов’язане з підвищенням тепловиділень з гірських порід в підземні виробки.

2. Мета і задачі дослідження

Цілями і задачами моєї магістерської роботи є встановлення недоліків при виконанні норм безпеки, розробка заходів щодо нормалізації теплових умов в шахті, аналіз теплових умов в гірничих виробках шахти ім. Скочинського (рис. 1).

Рисунок 1 – Цілі і задачі магістерської роботи (анімація)

Рисунок 1 – Цілі і задачі магістерської роботи
(анімація: 5 кадрів, 7 циклів повторення, 85 кілобайт)

3. Короткі відомості про шахту

Шахта ім. О.  О. Скочинського здана в експлуатацію в 1975 році з проектною потужністю 1,8 млн т. У шахтному полі, розкритому 7 вертикальними стволами глибиною 944–1293 м, розробляється одиночний незахищений особливо небезпечний за раптовими викидами вугілля і газу пласт h16 Смоляниновський потужністю 1,2–2,2 м і кутом падіння 8–10°. Підготовка шахтного поля панельна, система розробки суцільна або комбінована з використанням конвеєрних штреків вишеотработанних лав в якості вентиляційних.

Очисні вибої відпрацьовуються за системою лава-штрек прямим ходом. Промислові запаси на 1.01.2011 р. складають 75164000 т, у тому числі по відпрацьовують пласти 42326000 т.

Виробнича потужність шахти на 1.01.2011 р. – 500 тис. т/рік. В даний час на шахті працюють 3 лави на центральній панелі ( 2-а західна лава УПЦП , 2-а східна лава УПЦП ) і 1 лава на західній панелі (5-а західна лава ЗП) [1].

Характеристика лав приведена в табл. 1.

Таблиця 1 – Характеристика лав

№ п/п Найменування лави Система розробки застосовні гірничошахтного техніка
1 2-а західна лава УП ЦП пл. h16 Комбінована 3МКД-90, 2ГШ-68Б, СП-301М
2 2-а західна лава УП ЦП пл. h16 Комбінована КМК-500Т, 2ГШ-68Б, СП-301М
3 5-а західна лава ЗП пл. h16 Хмарно 2МКД-90, 2ГШ-68Б, СП-301М

Транспорт вугілля в межах центральної панелі від забоїв до скіпового ствола повністю конвейерізірован: по дільничним виробках стрічковими конвеєрами із шириною стрічки 800 мм (1Л-80); магістральними конвеєрним штреками конвеєрами 1Л-80, 1Л-80КК, 1Л-800 з шириною стрічки 800 мм; по польовому конвеєрного ухилу конвеєрами 1Л-80 – з шириною стрічки 800 мм і 2Л-100У – з шириною стрічки 1000 мм.

Транспорт вугілля в межах західної панелі конвеєрний. Від 5 західної лави ЗП по конвеєрному штреку і груповому конвеєрному штреку ЗП конвеєрами 1Л-80 з шириною стрічки 800 мм, по конвеєрному ходку 5 західної лави ЗП конвеєром 1Л-1000 з шириною стрічки 1000 мм. З бункера західної панелі вугілля завантажується у секційні поїзда ПС-3,5 і електровозами 2АМ-8Д по польових відкатувальним штрекам гоp. 1200 м доставляється до розвантажувального бункера центральної панелі, з якої перепускается в завантаження скіпового ствола і далі по скіпового стволу в скіпах вантажопідйомністю 25 т видається на поверхню.

Шахта віднесена до особливо небезпечних за раптовими викидами вугілля, породи і газу. Вугільний пласт h16 небезпечний по вибуховості вугільного пилу і схильний до самозаймання.

Схема провітрювання шахти комбінована. Спосіб провітрювання всмоктуючий . Вентилятори головного провітрювання встановлені: на скиповом стовбурі (ВЦД-31,5), східному вентиляційному стволі № 1 (ВЦД-3,3) і західному вентиляційному стволі № 2 (ВЦД-47У). Свіжий струмінь повітря подається по центральному клітьовому, за східним № 1 і західному № 1 повітряподавальним стовбурах.

4. Дослідження теплового режиму гірничих виробок шахти ім. О. О. Скочинського

Мета шахтних теплових зйомок – отримання достовірних вихідних даних до виконання прогнозу температури повітря і розрахунку холодопотребності 3-ої східної лави УП ЦП пласта h16 та розробці пропозицій щодо нормалізації температурних умов засобами охолодження повітря.

Шахтні теплові зйомки виконувалися відповідно до вимог чинних нормативних документів – правила безпеки у вугільних шахтах [2] і керівництво з проведення теплових зйомок у вугільних шахтах [3].

При теплових зйомках в тупикових підготовчих виробках пункти замірів тепловологових параметрів повітря розташовувалися:

Вимірювання температури повітря по сухому і мокрому термометрам виконувалися психрометром МВ-4М. Швидкість повітря вимірювалася анемометрами АСО-3, МС-13, АПР-2, а також приладом LUGA (Німеччина). Результати наведені в таблицях 2 і 3.

Таблиця 2 – Теплові умови в діючих виробках шахти ім. О. О. Скочинського ДП ДВЕК станом на липень 2010 року
Назва виробок, місце заміру Температура повітря, °С Відносна вологість повітря, % Швидкість повітря, м/с
  Вентиляційний ходок № 2 ЗП (нижній забій)
Перед ВМП – – –
Привибійна зона 29,8 77,0 0,5
Устя вироблення 31,2 78,0 0,55
  Допоміжний ходок № 2 травня західної лави ЗП
Перед ВМП – – –
Привибійна зона 27,8 76,0 0,6
Устя вироблення 28,8 77,0 0,65
  Магистральный конвейерный штрек ЗП
Перед ВМП – – –
Привибійна зона 27,6 77,0 0,5
Устя вироблення 28,0 77,0 0,53
  Вентиляційний ходок № 2 ЗП (верхній забій)
Перед ВМП – – –
Привибійна зона 30,8 78,0 0,5
Устя вироблення 32,1 77,0 0,56
Таблиця 3 – Відомості o чисельності працівників, котрі працюють у високотемпературних умовах шахти ім. О. О. Скочинського ДП ДВЕК в 2010 р.
№ п/п Найменування очисних і підготовчих вибоїв (ділянки) ГРОЗ Ел. слес. Про­хідник ГРП ГРПР МПУ Гірничо-монтажник IТР Разом
1 5-а западна лава ЗП (ділянка № 1) 96 23 59 18 2 4 – 10 212
2 2-а западна лава УПЦП (ділянка № 2) 84 22 38 16 1 – – 11 172
3 2-а восточна лава АПЦП (ділянка № 3) 88 20 39 18 2 2 5 11 185
4 УПР: допом. ходок № 2 5-й зап. лави ЗП вент. ходок № 2 ЗП (нижн. и верх. забої) маг. конв. штрек ЗП – 12 133 18 3 – – 20 186
5 МДУ: 5-а зап. лава ЗП, 2-я зап. лава УПЦП, 2-я вост. УПЦП 22 17 – 10 2 – 10 11 72
Всього: 290 94 269 80 10 6 15 63 827

Згідно з поданими даними про температурному режимі за станом на липень 2010 року, теплові умови перевищують значення, регламентовані Правилами безпеки в діючих і планованих до введення в експлуатацію виробках.

У виробках, де температура повітря перевищує допустимі Правилами безпеки значення, згідно з наданими шахтою даними, працює 827 гірників [4].

5. Заходи щодо нормалізації теплових умов в лаві

За результатами теплових розрахунків рекомендується застосування штучного охолодження повітря на основі використання комплексу шахтного холодильного обладнання з водоохолоджуючої холодильною машиною МХРВ-1 або за допомогою пересувних холодильних установок, обладнаних кондиціонерами КПШ 300.

Машина холодильна МХРВ-1

Водоохолоджувальну холодильна машина МХРВ-1 (рис. 2) холодопродуктивністю 1000 кВт призначена для забезпечення крижаною водою систем кондиціонування шахтного повітря в глибинних виробках, небезпечних по газу, пилу і раптовими викидами.

Машина може мати застосування в інших галузях промисловості, де є потреба в крижаній воді як джерело холоду.

Машина холодильна МХРВ-1 виконана двохблочний і складається з агрегату гвинтового компресорного з мікропроцесорним блоком управління і блоку апаратного (кожухотрубний конденсатор, кожухотрубний випарник з внутрішньотрубним кипінням), хладонові системи яких з’єднуються на місці експлуатації гнучкими шлангами.

Блоки машини для спуску в шахту розбираються на окремі вузли. Обладнання кожного блоку змонтовано на станинах у вигляді санчат, що забезпечують пересування по грунті виробок. Машина розміщується в гірських виробках без спеціального фундаменту і кріплення. Автоматичне управління і всі види необхідних захистів здійснюється мікропроцесорним блоком управління.

Технічні характеристики:

  1. Хладагент, R22.
  2. Холодопроизводительность номінальна, 1000 кВт; в режимі з параметрами:
    • крижана вода на виході: температура, 4 °C ; витрата, 71,4 м3/год;
    • вода, охолоджуюча конденсатор, на вході: температура, 32 °C ; витрата 115 м3/год;
    • частота обертання вала компресора, 3000 об/хв.
  3. Потужність номінальна, 350 кВт.
  4. Рід струму, змінний трифазний 6000/660 В, 50  Гц.
  5. Маса машини (суха), 16625 кг:
    • агрегат компресорний з блоком управління, 6825 кг;
    • блок апаратний, 9500 кг.
  6. Габаритні розміри машини в зборі, 10700ˣ2350ˣ2040 мм.:
    • агрегат компресорний, 4315ˣ1980ˣ2025 мм;
    • блок апаратний, 5850ˣ1500ˣ2040 мм.
  7. Рівень вибухозахисту електрообладнання, Exdil [5].
Рисунок 2 – Машина холодильна МХРВ-1

Рисунок 2 – Машина холодильна МХРВ-1

Кондиціонер пересувний шахтний КПШ 300

Кондиціонер пересувний шахтний КПШ 300 (рис. 3) створює комфортні умови для шахтарів, що працюють в глибоких шахтних виробках, небезпечних по газу і пилу.

Кондиціонер може застосовуватися в інших галузях промисловості в системах комфортного і технологічного кондиціонування повітря.

Кондиціонер пересувний шахтний КПШ 300 має вибухобезпечне електрообладнання і може застосовуватися у вугільних шахтах небезпечних по газу, пилу і раптовими викидами.

Кондиціонер поставляється у вигляді двох блоків: блоку компресорно-конденсаторного і блоку повітрооброблюючого, хладонові системи яких з’єднуються на місці експлуатації кондиціонера гнучкими трубопроводами (шлангами).

Блоки скомпанован на рамах, що забезпечують можливість їх установки на станини вагонеток типу ВГ для колії 900 мм для пересування їх у процесі експлуатації. Кондиціонер КПШ 300 автоматизований і має всі види необхідних захистів.

Рисунок 3 – Кондиціонер пересувний шахтний КПШ 300

Рисунок 3 – Кондиціонер пересувний шахтний КПШ 300

Технічні характеристики (рис. 4) [6]:

  1. Хладагент, R22.
  2. Холодопроизводительность, 320 кВт; в режимі з параметрами:
    • повітря на вході: температура, 32 °C; відносна вологість, 70 %; витрата, 27000 м3/год;
    • вода на конденсатор: температура 35 °C; витрата, 50 м3/год; ефект охолодження повітря, 15–17 °C; Споживана потужність, 75 кВт; рід струму, змінний трифазний, 660 В / 50 Гц.
  3. Габаритні розміри:
    • блок компресорно-конденсаторний, 3560ˣ1100ˣ1485 мм;
    • блок повітрооброблюючі, 4995ˣ1100ˣ1370 мм.
Рисунок 4 – Кондиціонер пересувний шахтний КПШ 300

Рисунок 4 – Кондиціонер пересувний шахтний КПШ 300

Допускається демонтаж дифузора і конфузора блоку повітрооброблюючого. Кондиціонер пересувний шахтний КПШ 300 має ступінь заводської готовності і може монтуватися і вводитися в експлуатацію фахівцями шахтних служб.

Висновки і пропозиції

Поліпшення температурних умов гірничих виробках за рахунок гірничо-технічних заходів, не дозволяє знизити температуру повітря до допустимих меж.

Поліпшення температурних умов у всіх планованих до подальшої відпрацювання гірничих виробок можливо тільки при штучному охолодженні повітря із застосуванням холодильних установок з кондиціонерами КПШ 300.

Для зниження температури свіжого повітря потрібне створення компактних високоефективних моделей кондиціонерів для нормалізації мікроклімату глибоких шахт.


При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2014 року. Повний текст роботи і матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Перелік посилань

  1. Комплекс меропиятий по борьбе с высокими температурами воздуха в горных выработках на 2011 год ОП шахта им. А. А. Скочинского, ГП ДУЭК.
  2. Правила безопасности в угольных шахтах. – М.: Недра, 1986, – С. 293.
  3. Руководство по проведению тепловых съемок в угольных шахтах. Макеевка-Донбасс, МакНИИ, 1982.
  4. Комплекс мероприятий по борьбе с высокими температурами воздуха в горных выработках на 2011 год ОП Шахта им. А. А. Скочинского ГП ДУЭК.
  5. ТУ У29.2-00217863-040-2004. Машина холодильная МХРВ-1. Технические условия.
  6. ТУ У29.2-00217863-040-2004. Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300. Технические условия.