Общая характеристика работы
1.1 Актуальность темы
В настоящее время большинство угольных шахт ведут работы на глубине 1500-1800м и относятся к опасным по внезапным выбросам угля и газа.В связи сятим актуальным становятся вопросы проветривания горных выработок.1.2 Цель работы
Разработать и обосновать мероприятия по совершенствованию проветривания.1.3 Содержание работы
ВВЕДЕНИЕ
В начале двадцать первого столетия на Украине расположено 170 шахт, основная часть их находится на Донбассе, где главным рабочим местом для большенства жителей являются шахты.Состав рудничного воздуха, климатические условия в подземных выработках, допустимые содержания углекислого газа, метана, вредных газов и пыли, скорость движения воздуха в горных выработках должны соответствовать требованиям действующих Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах.На действующих шахтах дополнительно к проекту вентиляции производятся расчеты расхода воздуха необходимого для проветривания горных выработок и шахты в целом, выбор способов и средств проветривания тупиковых выработок, разрабатываются мероприятия по управлению метановыделением средствами вентиляции и по обеспечению надежного проветривания шахты.Современная шахта представляет собой сложную сеть горных выработок, для проветривания которых применяют зачастую несколько источников энергии и целый комплекс вентиляционных сооружений различного рода. Обеспечение выработок требуемым расходом воздуха является одной из главных задач, регулярно решаемых ИТР участков ВТБ угольных шахт и депрессионными службами горноспасательных отрядов. В то же время сложность вентиляционной сети, ее многосвязность, нелинейность уравнений, описывающих движение воздуха в горных выработках, делают практически невозможным решение данной задачи без применения ЭВМ. Программная система РЕВОД (Расчет Естественного Воздухораспределения и Обработка Депрессионной съемки) обеспечивает оперативное решение комплекса задач воздухораспределения в ШВС и ориентирована на использование персональных ЭВМ, совместимых с IВМ РС. Система РЕВОД является высокоэффективным инструментом для ИТР участков ВТБ угольных шахт и депрессионных служб ВГСО при решении задач анализа состояния вентиляционной сети и перспектив ее развития. Основным набором исходных данных для системы РЕВОД является список ветвей и узлов ШВС с указанием их взаимосвяз, аэродинамические сопротивления ветвей и характеристики вентиляторов. Дополнительные данные (температура воздуха в узлах сети, метановыделение, отводы и др.) расширяют функциональный набор получаемых решений. Для эффективного формирования исходных данных в системе используется специальная программа управления базами данных. Система РЕВОД позволяет:
- выполнять контроль корректности исходных данных;
- решать задачи естественного воздухораспределения в нормальном и в реверсивном режимах проветривания для сетей, содержащих до 1400 ветвей;
- оперативно осуществлять выбор эффективных режимов проветривания шахт и отдельных выработок при авариях;
-учитывать естественную тягу;
- выполнять расчет энергозатрат по объектам проветривания;
- определять степень влияния каждого ВГП на проветривания отдельных выработок;
- выполнять расчет распределения метана, оксида углерода и других газов по горным выработкам шахты при заданных источниках газовыдклкния;
-производить оценку опасности образования слоевых скоплений метана и определять максимальное содержание метана в слоях;
- выполнять расчет взрываемости смеси горючих газов;
-осуществлять регулирование воздухораспределения в ШВС;
- выполнять расчет значений тепловых депрессий в наклонных и вертикальных выработках и др.
Рассмотрим данную анимацию.
На ней озображено проветривание очистного забоя шахты.Черный кубик,двигающийся по
очистному забою, это
изображен очистной комбайн. Стрелки синего цвета обозначают, что подается свежий воздух; стрелки
красного цвета обозначают исходящую(отработанную)струю воздуха. Данная схема проветривания
типа 1-М-Н-в-вт, что обозначает: 1-тип,последовательное обособленное разбавление вредностей по
источникам выделения; М-подтип, направление выдачи исходящей струи из лавы на массив угля;
Н-класс, независимое проветривание (одиночная лава); в-подкласс, восходящее движение воздуха по лаве;
вт-вид, возвратноточное направление свежей и исходящей струй воздуха.
Белые стрелки обозначают метановыделение из пласта и выработанного пространства.
Красный кружочек это датчик метана, а меняющиеся цифры - показатели датчика. По правилам безопасности
на исходящем крыле лавы предельно- допустимое значение метана должно быть не больше 1%, а это значит,
что при достижение этого придела отключается все оборудование на участке, но вентиляторы продолжают
проветривать участок.
В главе 1:
Приводится краткая характеристика шахты и
перспективы развития горных работ.Геологическая характеристика месторождения,
вскытие, подготовка шахтного поля, система разработки, транспорт, проветривание
и календарные планы доработки запасов.
Шахта им. А. Ф. Засядько запроектирована институтом «Южгипрошахт»в 1948 году с проектной мощностью в 1200 тыс. т. в год.
Сдана в эксплуатацию в 1958 году. В 1966 году институтом «Донгипрошахт» был выполнен проект, который предусматривал
объединение шахты им. А. Ф. Засядько и шахты им. Ф.Кона с увеличением проектной мощности до 1500 тыс. т. в год.
В настоящее время шахта разрабатывает пласты: m3-"Александровский",l1-"Семеновский",к8-"Паровичный",l4-"Коксовый".
Подготовка шахтного поля осуществляется квершлагами и капитальными уклонами, пройденными по пластам и пустым породам.
Выемка угля в лавах производится механизированными комплексами 3КД-90, КД-80 и комбаном 1ГШ-68 И 1К-101.
Транспортировка угля по выработкам производится ленточными конвейерами и электровозами.
Выдача угля на поверхность из шахты осуществляется скипами.
В западной части шахтного поля проходит железнодорожная магистраль, к которой примыкает сеть подъездных путей действующих
шахт.
Источником энергоснабжения является система Донбассэнерго. Водоснабжение осуществляется от Донецкой городской водопроводной
сети. Шахта отнесена к опасным по внезапным выбросам угля и газа. На шахте принят четырехсменный режим работы:
3 смены – добычные, 1 смена – ремонтно-подготовительная.
В главе 2:
Приводится прогноз метанообильности шахты по
природной метаноносности и расчет ожидаемого абсолютного метановыделения в
планируемые очистные выработки и выемочные участки. Шахта относится к
сверхкатегорной по метану, поэтому необходим поргноз метанообильности по
природной метаноносности, расчет ожидаемого абсолютного метановыделения и
сравнительный анализ результатов поргноза метанообильности очистных выработок и
выемочных участков, получаемый с использованием данных газовоздушных съемок и
природной метаноносности пластов. При разработке каменных углей и антрацитов с
объемным выходом летучих веществ V daf больше 2,62 % относительное
метановыделение из разрабатываемого пласта определяется по формуле: qпл=
qоу+кэп(x-xo), где qоп - относительное метановыделение из очистного забоя, м3/т.
qоп=0,85 х кпл exp(-n); кпл - коэффициент, учитывающий влияние системы
В главе 3:Расчитывается расход воздуха для проветривания выемочных участков,для обособленного
проветривания погашаемых и поддерживаемых выработок, камер. Расчитывеются утечки воздуха через вентиляционные сооружения,
расположенные за пределами выемочных участков. Затем определяется обеспеченность шахты
расчетным количеством воздуха, трудность проветривания шахты.
Qш=1,1(Qуч + Qп.в. + Qпод. + Qк. + Qут. ), м3/с,
где Qуч –суммарный расход воздуха для проветривания выемочных участков, м3/с;Qп.в.-суммарный расход воздуха для обособленного проветривания подготовительных выработок, м3/с;
Qпод.- суммарный расход воздуха для обособленного проветривания поддерживаемых выработок, м3/с;
Qк.- суммарный расход воздуха для обособленного проветривания камер, м3/с;
Qут.- утечки воздуха через вентиляционные сооружения, расположенные за пределами Выемочных участка , м3/с.
Расчетное количество воздуха, необходимое для проветривания шахты равно:Qш=1,1( 109,1+130,8+193,7+66,5+20,6)=580,0 м3/с.
В период проведения депрессионной съемки в шахту поступало Qш.ф.=615 м3/с, тогда обеспеченность шахты воздухом составляла: Qш.факт./ Qш.расч.*100%=615/580*100=106% В нашем случае nуд=6,3 кВт*с/м3, то есть при такой величине шахта им. А.Ф.Засядько относится к трудно проветриваемым.Расчет расхода воздуха для проветривания очистной выработки по выделению метана предлагается использовать следующую формулу:
Кн– коэффициент неравномерности метановыделения, доли ед.;
С -допустимая согласно ПБ концентрация метана в исходящей из очистной выработки вентиляционной струе,%;
Со-концентрация газа в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе,%.
ВНИМАНИЕ! Следите за вводом значений, т.к. "расход воздуха" не может быть меньше 0.
В главе 4:Производиться оценка состояния проветривания шахты. В период проведения депрессионной съемки в шахту поступало 615 м3/с воздуха. Расчетное колтчество воздуха составило 580 м3/с. Шахта в целом обеспечена воздухом на 106%. По группам объектов проветривания поступающий в шахту воздух распределялся следующим образом,( м3/с):
-выемочные участки-128,0
-подготовительные выработки-138,0
-камеры-73,0
-поддерживаемые выработки-254,0
-внутренние утечки-23,0
Суммарная производительность вентиляторов составляла 735,0 м3/с. Выемочные участки обеспечены расчетным количеством воздуха на 105 -117%. Из 615 м3/с воздуха, поступающего в шахту, 266 м3/с(43%) использовалось для проветривания выемочных участков и подготовительных выработок. Обособленно проветриваемые подготовительные работы были обеспечены расчетным количеством воздухом в целом на 105%. Обособленно проветриваемые камеры обеспечены расчетным количеством воздуха на109%. Не обеспечены расчетным количеством воздуха электровозный гараж и склад ВМ гор.529 м сеть вентилятора скипового ствола. Кроме того, эти камеры проветриваются через завал. Суммарные перерасходы воздуха на поддерживаемые выработки утечки поступило 277 м3/с воздуха(45%общешахтного). Суммарные перерасходы воздуха на поддерживаемые выработки и утечки составили 63,0 м3/с(10,2% общешахтного). Шахта относится к труднопроветриваемым, так как n>5 (см.ПБ). В результате анализа состояния вентиляционной сети, можно отметить следующие недостатки в проветривании шахты:- не обеспечено обособленное проветривание магистральных конвейерных выработок;
- превышение допустимых ПБ норм температур воздуха на основных объектах проветривания (до 35о);
- превышение допустимой ПБ скорости воздуха в ряде выработок;
- большие сверхнормативные расходы воздуха на проветривание поддерживаемых выработок.
| Наименование ствола | Тип ВГП | Производительность ВГП | Расход воздуха для проветривания шахты | Внешние притечки,м3/мин | Внутренние утечки,м3/мин | Камеры,м3/мин | Очистные забои,м3/мин | Подготовительные забои,м3/мин | Поддеоживаемые выработки,м3/мин | Коэф.внешних утечек,% | Коэф.внутренних утечек,% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вост.вент.ствол | ВЦД-47,5УМ | 24363 | 22078 | 2285 | 659 | 3500 | 4307 | 10038 | 1567 | 9,4 | 3,0 |
| Скиповой ствол №1 | ВЦД-31,5М | 10139 | 7767 | 2372 | 955 | 1552 | 899 | 2252 | 1403 | 23,4 | 12,3 |
| Зап.вент.ствол №1 | ВЦД-31,5М2 | 8015 | 6733 | 1282 | 217 | 227 | 1329 | 3049 | 1299 | 16,0 | 3,2 |
1.Патрушев М.А. и др."Совершенствование проветривания угольных шахт из опыта оазработки и внедрение эффективных схем проветривания"Донецк."Донбасс", 1976.- 126с.
2.Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт.- Киев.:"Основа",1994.-311с.
3.Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А.,Медведев И.И."Аэрология горных предприятий": Учебник для ВУЗов,-М.:Недра,1987.-421с.
4.Инструкция по расчету количества воздуха необходимого для проветривания действующих угольных шахт.М.:Недра,1975г.
5.Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах.- М.:Недра,1976г.