ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

1. Актуальність теми

Ведення гірських робіт на глибоких горизонтах пов’язано з ускладненням гірничо-геологічних умов розробки вугільних пластів, збільшенням газовості, температури вмещаюіх порід, запиленості рудникової атмосфери та вартості підтримки гірничих виробок. Крім того, зростання виробничих потужностей шахт і розмірів шахтних полів здійснюється в умовах концентрації та інтенсифікації гірничих робіт. Все це значно ускладнює провітрювання вугільних шахт. Вентиляція стає одним із чинників, прямо або побічно визначають параметри вугільних підприємств.

2. Мета роботи

Розробити ряд заходів з удосконалення провітрювання шахти на основі розкриття недоліків в провітрюванні шахти, встановлення фактичного стану гірничих виробок і вентиляційних споруд, оцінки стану вентиляторів головного провітрювання та параметрів режимів їх роботи на шахтну вентиляційну мережу.

3. Короткі відомості про шахту

Шахта ім. М.І. Калініна ДП ДУЕК розташована на території Донецько-Макіївського району Донецької області Україна і знаходиться в Калінінському районі м. Донецька.

В даний час шахтою розробляється пласт – h10. Шахта віднесена до небезпечних за раптовими викидами вугілля і газу [1]. Її абсолютна газообільних – 16,6 м³/ хв, відносна газообільних – 25,2 м³/ т. Загальна протяжність діючих гірничих виробок дорівнює 59,3 км. Спосіб проведення гірничих виробок – буровибухові роботи.

Рисунок 1

Рисунок 1 – Проведення виробок буропідривним способом: 1 – буропогрузочна машина, 2 – перевантажувач підвісний; 3 – маневровий візок або електровоз

Шахтне поле розкрите п’ятьма вертикальними стволами (клітьовим № 1, № 2, № 3, скіповим і вентиляційним), а також капітальними квершлагами на обрії 229 м, 758 м і 1070 м. Спосіб підготовки шахтного поля – панельний. Система розробки – суцільна.

Спосіб провітрювання шахти – всмоктуючий. Схема провітрювання – комбінована. Провітрювання шахти здійснюється двома вентиляторними установками головного провітрювання: ВЦД-47у на східному вентиляційному стовбурі і ВЦ-5 на скіповому стволі. Свіже повітря в шахту надходить по клітьовому стволу № 1, клітьовому стволу № 2 і клітьовому стволу № 3. Вихідна струмінь повітря по східному вентиляційному стовбурі і скіповому стовбуру видається на поверхню.

Депрессионная зйомка гірничих виробок виконувалася в III-IV кварталі 2010 року працівниками служби депресійних зйомок з метою аналізу фактичного стану провітрювання шахти та отримання вихідних даних для розробки рекомендацій щодо його поліпшення. Обробка результатів депрессионной зйомки здійснювалася за допомогою програмної системи РЕВОД.

4. Програмна система РЕВОД

Програмна система РЕВОД забезпечує оперативне вирішення комплексу задач повітрерозподілення в ШВС і орієнтована на використання персональних ЕОМ, сумісних з IBM PC.

Система ревода є високоефективним інструментом для ІТП дільниць ВТБ вугільних шахт і депресійних служб ВГРЗ при вирішенні задач аналізу стану вентиляційної мережі і перспектив її розвитку.

Основним набором вихідних даних для системи ревода є список гілок і вузлів ШВС із зазначенням їх взаємозв’язку, аеродинамічні опору гілок і характеристики вентиляторів. Додаткові дані (температура повітря у вузлах мережі, метановиділення, відводи та ін) розширюють функціональний набір одержуваних рішень. Для ефективного формування вихідних даних в системі використовується спеціальна програма управління базами даних.

Система ревода дозволяє:

При розробці системи ревода використаний ряд оригінальних рішень, що забезпечують високу швидкодію і надійність її роботи.

Система оснащена потужною і гнучкою сервісної оболонкою, що спрощує підготовку вихідних даних, коригування параметрів мережі, рішення задач розподілення повітря та інтерпретацію отриманих результатів.

5. Розрахунок витрати повітря для провітрювання шахти в цілому

Розрахунок витрати повітря для шахти в цілому визначається за формулою:

Qш = 1,1 * (ΣQуч + ΣQт.в + ΣQпог.в + ΣQпод.в + ΣQк + ΣQут),

де 1,1 – коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу повітря по мережі гірничих виробок;
ΣQуч – витрата повітря для провітрювання виїмкових дільниць, м³/хв;
ΣQт.в – витрата повітря, що подається до всаса ВМП для відокремленого провітрювання тупикових виробок, м³/хв;
ΣQпог.в – витрата повітря для відокремленого провітрювання погашаються виробок, м³/хв;
ΣQпод.в – витрата повітря для відокремленого провітрювання підтримуваних виробок, м³/хв;
ΣQк – витрата повітря для відокремленого провітрювання камер, м³/хв;
ΣQут – витоку повітря через вентиляційні споруди, розташовані за межами виїмкових дільниць, м³/хв.

Розрахунковий витрата повітря, необхідний для провітрювання шахти, дорівнює:

Q ш.р. = 1,1 * (17,0 + 21,6 + 17,9 + 61,9 + 9,5) = 140,7 м³/c.

Забезпеченість шахти повітрям становила:

(Qш.ф. / Qш.р.) * 100 % = (259,3 / 140,7) * 100 % = 184 %.

6. Оцінка стану провітрювання шахти на основі депрессионной зйомки

В період проведення депрессионной зйомки в шахту надходило 259,3 м³/c повітря, тоді як за розрахунком [2] було потрібно 140,7 м³/c, забезпеченість шахти розрахунковою кількістю повітря становила 184 %. У мережі вентилятора ВЦД-47у вироблення забезпечені повітрям на 233 %, в мережі вентилятора ВЦ-5 на 138%.

По групах об’єктів провітрювання надходить в шахту повітря розподілявся таким чином:

Очисний ділянка 1-й панельної лави ЦПУ пл. h10 забезпечений розрахунковим витратою повітря на 111 %, Qф = 18,9 м³/c (розрахунковий витрата повітря становить Qр = 17,0 м³/c).

Аналіз депрессіограмми в мережі вентилятора ВЦД-47у по маршруту через 1-у панельну лаву ЦПУ пл. h10 (довжина маршруту 10209 м) показав, що з 538,8 даПа депресії розвивається вентилятором 109,3 даПа, втрачається у виробках зі свіжим струменем повітря (l = 3795 м), у виробках з вихідним струменем повітря (l = 6414 м) втрачається 429,5 даПа.

Найбільші втрати депресії спостерігалися в наступних виробках:

Під час депрессионной зйомки проводилися заміри концентрації метану у вихідних струменях виїмкової дільниці і шахти. Вміст метану в місцях виміру не перевищувала норм допустимих ПБ.

На період зйомки в роботі знаходився 1 Очисний ділянка – 1 панельна лава ЦПУ пл.h10. При розрахунках визначалося зміна витрат повітря у лаві (виїмкової дільниці) при одночасному відкритті дверей шлюзів в межах вентиляційного ділянки, для діагональних лав – змінювалися аеродинамічні опору визначають гілок.

Аналіз результатів розрахунку показує, що провітрювання 1 панельної лави ЦПУ пл. h10 за схемою 2-В-З-в-вт (верхня частина лави) буде стійко по витраті повітря, але не стійке у напрямку вентиляційного струменя.

Провітрювання 1 панельної лави ЦПУ пл. h10 за схемою 2-В-З-н-вт (нижня частина лави) буде стійко по витраті повітря та напрямку.

Рисунок 2

Рисунок 2 – Схема провітрювання очисного вибою типу 2-В-З-в-вт (2-тип, часткове розбавлення домішок за джерелами виділення; В-підтип, напрямок видачі вихідного струменя з лави на вироблений простір; З-клас, залежне провітрювання; в-підклас, висхідний рух повітря по лаві; вт-вид, возвратноточное напрям свіжої та вихідної струменів повітря)

Рисунок 3

Рисунок 3 – Ліквідація шарових скупчень метану за допомогою циркуляційного возвратноточного провітрювання

Враховуючи вимоги ПБ, а також для підвищення ступеня стійкості схеми провітрювання виїмкової ділянки необхідно обладнати двері шлюзів, механічної або електричної блокуванням, що перешкоджає одночасному відкриттю дверей у шлюзі, з виведенням інформації про становище дверей на пульт гірничого диспетчера (оператора АГК, УТАС) в наступних виробках :

Рісунок 4

Рисунок 4 – Провітрювання 1-й панельної лави ЦПУ пл. h10 (червоною стрілкою відзначена подача повітря для провітрювання лави

7. Заходи для підвищення ефективності провітрювання шахти

На основі проведеного аналізу для підвищення ефективності провітрювання шахти і оптимального розподілу повітря по об’єктах провітрювання рекомендується ряд заходів:

1. Забезпечити розрахунковою витратою повітря наступні об’єкти провітрювання шляхом регулювання в них витрати повітря (збільшення):

2. Скоротити до нормативних величин витрата повітря в наступних виробках, використовуючи в них наявні вентиляційні пристрої:

3. Знизити внутрішні витоку через вентиляційні споруди в першу чергу за рахунок їх герметизації:

4. Скоротити зовнішні підсосі:

5. Погасити наступні непідтримувані вироблення і ізолювати їх постійними перемичками:

6. В нижчезазначених виробках провести Перекріплення в місцях з перетином, що не відповідає проектному:

Висновки

Після виконання запропонованих заходів в повному обсязі, всі основні об’єкти провітрювання будуть забезпечені розрахунковою витратою повітря. Розподіл повітря по гірничих виробках буде раціональніше, за рахунок чого з’явиться резерв для подальшого розвитку гірничих робіт, вентилятори головного провітрювання будуть працювати в зоні промислового використання.

Перелік посилань

  1. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. – М.: Недра, 1986. – 387 с.
  2. Руководство по проектрованию вентиляции угольных шахт. – К.: Основа, 1994. – 312 с.
  3. Патрушев М.А. и др. «Совершенствование проветривания угольных шахт. Из опыта разработки и внедрения эффективных схем проветривания» Донцк, «Донбас», 1976. – 126 с.
  4. Инструкция по расчету количества воздуха необходимого для проветривания действующих угольных шахт. – М.: Недра, 1975. – 80 с.
  5. Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А., Медведев И.И. «Аэрология горных предприятий»: Учебник для ВУЗов, – М. :Недра, 1987.– 421 с.
  6. Депрессионная съемка шахты им М.И. Калинина, – Донецк, – 2010.