Реферат
Факультет:
Геотехнологии и управления производством
Специальность: Охрана труда в горной промышлености
Тема магистерской работы: «Снижение травматизма от обрушений на шахте «Октябрьский рудник»
Руководитель: доктор технических наук, профессор Николин Виктор Игнатиевич
Угольная промышленность является одной из наиболее крупных отраслей народного хозяйства Украины. Доля угля составляет не менее 94 – 96% в общем объеме потребляемых собственных энергоносителей страны. Обеспечение необходимого и достаточного количества добываемого угля является гарантией энергетической независимости государства. Геологических запасов угля в Украине имеется на сотни лет.
Программой «Украинский уголь», утвержденной постановлением Кабинета Министров Украины от 19.09.01 № 1205, предусмотрено увеличение добычи угля в стране к 2010 году до 110 и к 2030 – до 125 млн. тонн, что невозможно без разработки и внедрения прогрессивных технологий и организационных решений угледобычи, повышения уровня безопасности горных работ и охраны труда.
Не требует каких-либо дополнительных подтверждений общеизвестное положение о том, что угольная промышленность относится к наиболее сложным отраслям тяжелой индустрии. Невозможно даже перечислить громадное число исследований, монографий, статей, нормативных решений, направленных на решение проблемы безопасной разработки угольных месторождений, но, по-прежнему, травматизм остается недопустимо очень высоким.
Из известного, практически нормативного перечня пятнадцати опасных производственных факторов (ОНО) обязательно необходимо выделить две сверхпринципиально рaзличных по их сущности разновидности: –природные; – организационно – технические (организационно-производственные).
Чтоб исключить неизбежные рaзличные мнения, толкования, дискуссии o том, какие из ОНО, следует относить к одной из двух названньпс разновидностей, определим наши позиции по обсуждаемому вопросу c учетом того, что почти исключительный смысл написания монографии заключается в обосновании научно-технических решений, направленных на снижение травматизма.
K природным факторам относим, во-первых, газодинамические явления. B их числе наряду c внезапными выбросами угля и газа находятся обрушения (высыпания) угля, обрушения пород, выбросы породы и газа.
К природным факторам относим о6рушения в выработхах пород кровли (почвы) пластов. Совершенно очевидно, что добыча угля –это проведение в углепородном массиве рaзличных выработок: образование всевозможных выемок, полостей, вызывающих деформирование в их сторону пород, вмещающих (оконтуривающих) выработки. Природа деформирования, особенно его развитие во времени при разгрузке, изучена пока совершенно недостаточно. B первую очередь это произошло потому, что начиная примерно c конца сороковых годов ХХ столетия господствующим стало представление o главной причине деформирования пород стенок выработки, заключающейся в концентрации напряжений на её контуре.
Классическим, исключающим практическую значимость различия представлений o природе разрушения при изучении деформирования массива при разгрузке, конечно, является участок углепородного массива, над или под которым произведена выемка (первоочередная разработка) угольного пласта. Именно здесь могут быть рaзрешены споры o природе деформирования стенок oдиночных выработок, вскрыты и «тайны» травматизма от обрушений, сползаний.
Главной задачей анализа несчастных случаев и снижение травматизма является выявление причин, вызывающих травматизм, устранение которых способствовало бы его снижению, а в дальнейшем и полному устранению. Как правило, каждый несчастный случай, происходящий на производстве, явление многофакторное. Это заставляет производить глубокий и всесторонний анализ травматизма.
Экспериментально и теоретически было доказано, что развитие во времени деформаций, нaзванных генетическим возвратом (ДГВ), обусловливает принципиальное изменение свойств пород междyпластья:
возникает и реализуется за счет изменения стpуктypы порового пространства
практически непроницаемых осадочных пород склонность к гaзо-водоотдаче; происходит расслоение массива, способствующее обрушению, сползанию пород, вмещающих угольные пласты. Установленные процессы способствуют практически более полному и правильному использованию Способа как для предотвращения выбросов угля (породы) и газа, так и для сохранения устойчивости выработок, т.е. для снижения травматизм от проявления пpиродных опасностей.
Шахта «Октябрьский рудник» ГП «ДУЭК» построена по проекту, разработанному институтом «Донгипрошахт» и сдана в эксплуатацию в декабре 1974 года с проектной мощностью 1800 тыс. тонн угля в год. За период эксплуатации, в связи с ухудшением горно-геологических условий и доразведкой шахтного поля, проект развития шахты и производственная мощность неоднократно корректировались и с 01.01.1996 года производственная мощность шахты установлена в объеме 800 тыс. тонн угля в год. Шахта имеет перспективный срок службы шахты более 100 лет.
Шахта «Октябрьский рудник» является обособленным подразделением государственного предприятия «Донецкая угольная энергетическая компания».
Размер шахтного поля составляет 9,0км по простиранию и 3,5км - по падению.
Промышленные запасы угля в границах шахтного поля составляют более 96,0 млн.тонн. На балансе шахты числятся пласты: m’4, m3, m2, l’8, l8, l’7, l4, l3, l”1, k8. В настоящее время шахтой разрабатываются два пласта l’8 «София» и k 8 «Паровочный».
Шахта «Октябрьский рудник» относится к сверкатегорным по газу, опасна по взрывчатости угольной пыли, суфлярным выделениям метана, внезапным выбросам породы. Относительная газообильность шахты составляет 41,4 – 84,96 м3/т, абсолютная 9 -11 м3/мин.
Шахтное поле вскрыто по одногоризонтоной схеме пятью вертикальными стволами: центрально – сдвоенными главным (скиповым, который служит для выдачи угля и породы, а также для проветривания выработок и камер околоствольного двора), и вспомагательным (клетьевым, который служит для спуска – подъема людей, материалов, оборудования, а также для подачи свежей струи воздуха), фланговыми восточным и западным воздухопадающим (служат для подачи свежей струи воздуха) и вентиляционным стволом №1.
Система подготовки шахтного поля панельная. На шахте приняты столбовая, комбинированная и сплошная системы разработки в вариантах по падению и по простиранию пласта. Схема проветривания прямоточная при комбинированной системе и прямоточная с подсвежением при столбовой системе.
Ведение очистных работ осуществляется в соответствии с «Технологическими схемами разработки пологих пластов на шахтах Украины», «Руководством по управлению кровлей и креплению очистных забоев на угольных пластах с углом падения 35 градусов», разработанными ДонУГИ, «Правил безопасности…» и другими нормативными документами, действующими в отрасли.
За последние несколько лет на шахте «Октябрьский рудник» средние темпы проведения подготовительных выработок составляют 2 -3 км. В 2004 – 2005 г.г. все выработки проводились буровзрывным способом, ввиду изношенности парка проходческих комбайнов и отсутствия их на шахте. В 2006 году наряду с буровзрывными работами начато проведение конвейерного уклона новым проходческим комбайном КСП-32.
В качестве подземного транспорта на шахте используется локомотивная откатка, конвейерный транспорт и одноконцевая канатная откатка. Для доставки людей по горизонтальным магистральным выработкам применяются людские вагонетки ВЛ18-900 транспортируемые электровозами 2АМ8Д. По наклонным магистральным выработкам перевозка людей осуществляется в людских вагонетках ВЛН1-15П при помощи подъемной машины.
Существующая на шахте схема проветривания комбинированная, центрально-отнесенная, способ проветривания - всасывающий.
Свежий воздух поступает в шахту по западному, восточному воздухопадающим и клетьевому стволам. Исходящая струя воздуха выдается из шахты по вентиляционному и скиповому стволам.
Шахта Октябрьский рудник ГП «Донецкуголь», обрушение пород кровли произошло 23.03.2003г. в нижней нише 11-й панельной лавы пласта Мз.
Лава, расположенная в западной части шахтного поля сдана в эксплуатацию в январе 2003 г. Оборудована механизированным комплексом КД –80, комбайном 1 К – 100У и скре6ковым конвейером СП – 250. Длина лавы 205 м, мощность пласта 1,1 м, угол падения 10°. Пласт на выемочном участке отpабатываeтся столбами по восстанию.
Лава горными работами была подготовлена в октябре 1999 г. После продолжительного простоя, обусловленного горно-геологическими особенностями, металлическая арочная кран, в отдельных местах
воздухоподающего (конвейерного) ходка была карродирована,
деформирована и практически утратила несущую способность.
Горно-геологические особенности выражаются перемятостью и о6водненностью, Наличием разнонаправленной трещиноватости, плоскостей скольжения аргиллита кровли пласта («мыльник») на высотy 5 – 7 м.
Для усиления несущей способности крепи на сопряжении c лавой и на 15 м впереди очистного забоя устанавливались под профиль СВП деревянные стойки диаметром 16 – 20 см.
Выемка угля в нишах производилась отбойным молотком, крепление –рамами индивидуальной крепи, которые устанавливаются по восстанию и состоят из деревянных верхняков длиною 4 м и гидравлических стоек. Расстояние между рамами крепи и стойками в них составляло 0,8 м.
Схема проявлений горного давления в лаве: 1-угольный пласт, 2-опорое давление, 3-основная кровля, 4-обрушенные породы, 5-посадочная крепь, 6-призабойная крепь, 7-зона отжима, 8-непосредственная кровля.
Причина несчастного случая комиссией специального расследования (смертельно травмировано двое трудящихся) определена как обрyшение пород кровли в нижней нише 11-й панельной лавы пласта тз. Но к этой общей формулировке в акте специального расследования добавляются положения, характеризующиеся попыткой детальнее объяснить причины несчастного случая и состоящие из двух пунктов.
B первом из них процесс обрушения оценивается как произошедший «в зоне повышенного горного давления вблизи геологического нарушения». Действительность не подтвердила заумного и очень сложного представления опасности.
На самом деле, во-первых, на высотy 5-7 м породы кровли пласта рaзрушены, рaздроблены. Теперь при проведении выработки (штрека), когда образована полость-выемка-пустота, масса этой сыпучей среды должна в эту пустоту обрушитьcя. Расчет этой массы может быть произведен по без каких-либо акцентов на загaдочнyю зону повышенного горного давления, которой в действительности не было и не могло быть. Но при этом следует учитывать, что теперь под величиной расслоения надо понимать высотy разрушенных пород, a шириной выработки будет ширина воздухоподающего ходка, увеличенная на длину нижней ниши (2м).
Второй пункт акцентирует внимание на коррозии Металлической арочной крепи, приведшей к утрате ею несущей способности. Да, действительно, эти процессы имели место, но обрушение пород кровли произошло только при выемке угля в нише, примыкавшей (расстояние всего около 2-х метров) к штреку, пройденному еще примерно 3 года тому нaзaд и над которым породы до этого так и не обрушились.
Безусловно правильным было решение комиссии специального расследования o необходимости усиления крепления воздухоподающего и вентиляционного ходков 11-й панельной лавы в местах нарушенной и потерявшей несущую способность крепи. В основе реализации этого решения, конечно, была необходимость инженерного осмысливания принимавшихся решений c учетом сказанного относительно рaзрушенных пород кровли пласта.
Считаем принципиально правильным решение об усилении крепи в месте сопряжения штрека c лавой. Нет возражений пo отношению к принятым технологическим схемам размещения элементов усиления. Но отсутствует самое главное – расчет крепи усиления, который должен был быть основан на c учетом сделанных по ее сущности разъяснений.
C позиций доказываемой гипотезы можно обратить внимание на то, что при рассмотрении аварии на шахте Октябрьский рудник процесс расслоения пород кровли пласта под действием деформаций генетического возврата не вьіглядит так же очевидно, как при других авариях. Но вместе c тем понятно, что, конечно, рaзрушенные (тpещиноватые) породы кровли находились над воздухоподающим ходком еще при его проведении. B течение Трех лeт ДГВ превратили породы кровли ходка в сущности в такую сыпучую среду, даже незначительного «шевеления» которой оказалось достаточно для их обрушения – высыпания.
В заключении, подчеркнем, что главное в выше изложенном, это необходимость реализации новых, низкозатратных, экономических, целесообразных подходов к применению способов предотвращения травматизма от проявлений горного давления, учитывающим ранее неизвестное свойство напряженного массива.
1. С.Я. Хейфиц, В.Я. Балтайтис /Охрана труда и горноспасательное дело/.-M.:"Недра" 1978.,422с.
2. Методические указание по исследованию проявлений горного давления на моделях из эквивалентных материалов /М-во угольной промышленности СССР. ВНИМИ.-Л., 1976.-80с.
3. М.П. Зборщик, М.А. Ильяшов/Геомеханика подземной разработки угольных пластов/Донецк 2006, 255с.
4. "Снижение травматизма от проявлений горного давления" В.И. Николин, С.В. Подкопаев, А.В. Агафонов, Н.В. Малеев. - Донецьк: Норд - Пресс. - 2005. - 331 с.
©ДонНТУ 2008 Бондарева Анна Сергеевна