Вентиляция, кондиционирование воздуха

Источник: http://www.steinkohle-portal.de
50 Jahre Kohleforschung der EGKS Europäische Gemeinschaft, 2002

Повышение температуры на 3 ° при изменении глубины на 100 м обусловлено геотермическими ступенями. Это является существенным коэффициентом влияния климатической нагрузки при подземной разработке. Наряду с этим влияние оказывает географическое расположением шахты, глубина, температура породы, влажность атмосферы, объем добычи на каждую лаву, механизация, схема добычи и схема проветривания.

Кроме того на климатическое состояние горной разработки влияют также дополнительные источники тепла и теплоносители, как напр. трубопроводы. Для угольной промышленности Германии коэффициенты влияния существенно изменились с механизацией добычи. Поэтому климатические технические вопросы не имели весомого значения для предприятий европейской угольной промышленности при заключении горного договора в 1952 году. С возрастанием концентрации предприятий и с увеличенным продвижением на большие глубины все больше освобождалось источников тепла, которые вели к климатическим нагрузкам. Внедрение предельных климатических параметров в некоторых европейских странах отражает стремление ограничить до приемлемых значений эргономические нагрузки на работников горнодобывающей промышленности.

В начале исследовательской деятельности EGKS занималась параллельно с проектами климатизации получением сведений о наличии и выходе метана. Эти основательные исследования продолжались до начала 70-х годов с дальнейшей работой над деталями процесса.

Уголь и порода – последнее в меньшем количестве, чем первое - содержат шахтный газ, возникший из органической субстанции, который состоит на 90 - 95% из метана (CH4) и на 2-4% из оксида углерода (CO2). Так как метан в смеси с воздухом в процентном соотношении от 4,4 % до 16,5% взрывоопасен, то дегазация стала центральным пунктом европейских исследований направленных на безопасность подземных работ. На базе на выводах фундаментальных выводов исследований объектов о свойствах угля были разработаны промышленные методы, которые служат оценкой возможных выбросов газа в шахтной выработке, как например измерения содержания газа и давления газа, определение адсорбирующих характеристик для оценки опасности выброса газа и измерения газовой магнитной проницаемости угля. Кроме того проводились исследования для улучшения надежность планирования и проведения дегазации. К ним относятся, в частности, и исследовании по определению зон выброса газа вокруг выработок, развитие метода предварительной оценки выброса газа, а также оптимизация откачки газа.

Систематически исследовались основные факторы, которые влияют на поглощенную и свободную часть газа в угле, а также на освобождение газа из угля такие как: вид газа, температура, влажность, процент углерода, содержание золы, объем пор и структура угля. При этом было установлено, что состояние газа является специфическим феноменом для каждого месторождения. Поэтому исследования в месторождениях угля проводились перекрестно и параллельно в различных европейских странах.

Важными целями этих исследований было выяснение газоносности и газовыделения как основы для оптимизации разработки методов изучения управлением дегазацией. С обновлением энергетического законодательства в Федеративной республике появилось новое направление использования шахтного газа для собственных нужд горного предприятия. Поэтому откачка газа интенсивно ведется перед, после и во время добычи угля.

Управление дегазацией

Первые проекты в области управления дегазацией касались преимущественно очистных забоев. При этом важным моментом являлись производственные факторы влияния на дегазацию. На первом месте среди существующих альтернатив была откачка газа. Исследование, развитие и внедрение на предприятии касались откачки при сильной загазованности (CH4 <22%) и слабой загазованности (CH4> 3%) угольного пласта перед разработкой и дегазация загазованных штреков через отработанные лавы. Это представляло собой основной вопрос исследования в области управления дегазацией. Широкое применение находят сегодня также и все другие методы дегазации кроме откачки газа при слабой загазованности.

Между тем эти методы требуют совершенствования и оптимального приспособления к соответствующим характеристикам месторождения и оснащения современной техникой. В начале исследования со стороны EGKS триумфальное шествие начали уже известные методы дегазации при большом содержании CH4. Однако необходимо было достичь оптимальной привязки к условиям добычи в соответствующих странах. Это относится как к газовым системам вытяжки, так и к прокладыванию дегазационных сетей. Для обеспечения надежности при откачки газа, воздушный поток контролировался современной техникой, разработанной в проектах EGKS.

В 70ые годы были проведены первые успешные попытки откачивать метан из брошенных подземных разработок, чтобы защитить эксплуатируемые шахты от притока газа. Целью исследований EGKS было защита от взрывов на шахтах и горных предприятиях, позже добавились и другие аспекты. Таковыми являются – энергетическая оценка применения метана, как с экономической так и с экологической точки зрения.

Опыты по дегазации из пласта с помощью скважин, пробуренных с поверхности, не привели к ощутимой разгрузке наблюдаемых очистных забоев в условиях западноевропейских месторождений.

Вентиляция

Первые проекты датируемые 1973 – 1976 г. г., в названии которых встречалось понятие «Вентиляция», занимались измерениями (регистрация и обработка данных), а не тем, что подразумевается под этим понятием сегодня. Только через несколько лет исследования коснулись самой темы вентиляции.

Один из первых проектов занимался круговой вентиляцией через управляемый дополнительный вентилятор, изучалось его влияние на стабильность вентиляции, концентрация вредных веществ и климатические изменения в шахтных выработках. В области специальных вентиляционных установок к проблематике круговой вентиляции обратились спустя несколько лет, где она получила новую оценку.

Большим интересом пользуется оптимизация специальных вентиляционных установок, их надежность и возможность применения. Воздействие остановки и пуска специальных вентиляционных установок исследовались на стабильность главной вентиляции в других проектах. Стабильность вентиляции под землей при пожарах было исследовано только в начале 80-х годов. Спустя 10 лет была рассчитана модель и на этой основе была дана оценка шахтных пожаров.

Оценка факторов на практике коснулась многих проектов управления дегазацией при перемещении вентиляции из конца в начало забоя, а также повышения эффективности вентиляционных систем.