Автор: Папакина Е.А., Стукало В.А.
Источник: Сучасні проблеми праці та аерології гірничих підприємств – 2011 / Матерiали на Всеукраїнській науково-технiчної конференцiї студентiв, аспiрантiв та молодих вчених. – Донецьк, ДонНТУ – 2011.
В данной работе проведен анализ действующей схемы проветирвания шахты имени Карла Маркса
Схема вентиляции шахты – центральная, способ проветривания – всасывающий. Проветривание шахты осуществляется главной вентиляторной установкой, расположенной у скипового ствола №3, оборудованной двумя вентиляторами ВЦ-5.( hф = 80 даПа, Qф= 110 м3/с). Свежий воздух поступает в шахту по стволам №1, №2 и №3 на горизонты 500м, 750м и 1000м, затем по лавам, другим объектам проветривания направляется по выработкам вентиляционного горизонта 875м к скиповому стволу №3 и выдается на поверхность.
В период проведения исследований в шахту поступало 66.9 м3/с воздуха. Без учета воздуха, поступающего из пневмосети, шахта обеспечена воздухом на 129% (расчетное количество воздуха – 51.5 м3/с). На проветривание выемочных участков поступало 19.7 м3/с воздуха (расчетное – 17.0 м3/с). Обеспеченность в среднем 115%. Все участки обеспечены расчетным количеством воздуха, с избытком: участок № 45-1000м, участок №55н-1000м (Коб=115-135%). На проветривание камер расходовалось 17.4 м3/с воздуха (расчетное – 12.2 м3/с, обеспеченность – 142%). Камеры: горизонт750м, склад ВМ; горизонт 500м, насосная; горизонт 875м, насосная; горизонт 1000м, электрогараж; горизонт 1000м, склад ВМ (Коб=115-273%). На проветривание поддерживаемых выработок расходовалось 5.5 м3/с воздуха (расходное – 3.7 м3/с), обеспеченность – 148%. Резервные участки, поддерживаемые выработки: горизонт 875 м, северная ветвь ствола №2; горизонт 875м, южная ветвь ствола №2 (Коб=116-164%). Все объекты полностью обеспечены воздухом, как видно из приведенных данных по всем объектам имеет место подача избыточного расхода воздуха, что требует большей производительности вентилятора и приводит к перерасходу электроэнергии. Причиной этого является принятый на шахте неэкономный режим работы вентилятора и неудовлетворительное регулирование распределения воздуха вентиляционным надзором. Суммарные внутренние утечки воздуха через подземные вентиляционные сооружения составили 24.3 м3/с воздуха,(расчетные 13.9 м3/с). Внутренние утечки воздуха превышают нормативные на вентиляционных сооружениях: горизонт 875 м южная ветвь ствола №1 на 70% ; горизонт 875 м северная часть ствола №1 на 150% ; горизонт 750 м северная ветвь ствола №3 на 10% ; горизонт 750 м южная ветвь ствола №3 на 10%; горизонт 1000 м угольный опрокид на 100% ; горизонт 1000м южная ветвь ствола №3 на 20%; горизонт 1000м северная ветвь ствола №3 на 120%; горизонт 1000м кроссинг в ствол №3 на 10%; горизонт 750 м южный квершлаг на 130% (Коб=170%). Это происходит из-за того, что вентиляционные сооружения не герметичны, перемычки, двери, шлюзы слабо загерметизированы по всему периметру и площади выработки, поэтому и возникли сверхнормативные утечки воздуха. Внешние подсосы через вентиляционные сооружения надшахтного здания и копер ствола №3 составили 36.7 м3/с, превысив расчетные – 9.7 м3/с в 3.7 раза. Подсосы воздуха в районе вентиляционной установки составили 8.5 м3/с (расчетные – 6.0 м3/с): через вентиляционные сооружения надшахтного здания ствола №3 на 270%; через вентиляционный канал ВЦ-5 на 30%. Потеря депрессии в канале ВГП составила 24.018 даПа (сопротивление канала ВГП составило 0.00215 даПа*с2/м6). Было обследованно 4 участковых и подготовительных забоев. Все подготовительные забои были обеспечены расчетным количеством воздуха, однако, максимальная температура была зафиксирована: на вентиляционном штреке пласта Соленый-запад горизонта 875м (28?), на вентиляционном штреке пласта Толстый-восток горизонта 875м (28,2?), на южном квершлаге горизонта 875м (28,0?). Изменение тепловлажностных параметров вентиляционной струи происходит в основном за счет теплоотдачи боковых пород в выработках откаточного горизонта и в лавах. По пути движения воздуха от ствола к выемочным участкам массовый расход воздуха и скорость движения по выработкам снижаются, что способствует нагреванию вентиляционной струи воздуха. Произведенные контрольные замеры концентраций метана показали, что содержание его в исходящих струях воздуха не превышали допустимых ПБ норм. Депрессиограмма через выемочный участок №55-н – 1000м в сеть ВГП показывает, что в выработках со свежей струей воздуха (до лавы) расходуется 16,69 даПа, или 15,0% депрессии маршрута (108,61 даПа), протяженность этих выработок – 1525м или 51% общей протяженности маршрута (2955м). В выработках с исходящей струей воздуха (после лавы) расходовадлсь 57,00 даПа или 52% депрессии маршрута. Потеря депрессии в лаве составила - 34,92 даПа. Исследования показали наличие уменьшенного по сравнению с нормативным аэродинамического сопротивления. Распределение депрессии по маршруту лава №55-н показало, что удельная депрессия по всему маршруту hм.уд.=0,024 даПа, по выработкам со свежей струей hуд.св.=0,0069 даПа, по выработкам с исходящей струей hуд.исх.=0,0369даПа. В отдельных выработках удельные потери депрессии превышают средние удельные потери по маршруту - это ствол №2 (0,0279 даПа), околоствольный двор ствола №2 (0,500даПа), южный квершлаг горизонта 1000м (0,0362даПа), лава № 55-н (0,1519 даПа), южный квершлаг горизонта 875м (0,0695 даПа), приемная площадка скипового ствола №3 (0,2295 даПа), канал ВГП (0,9601 даПа), канал ВГП (0,0583 даПа), ВЦ-5 (0,129 даПа), Дифузорная ляда (0,4154 даПа). Депрессия естественной тяги по вентиляционным маршрутам выемочных участков составила +31,2 даПа и способствовала работе вентилятора главного проветривания. Для совершенствования вентиляционной сети шахты, улучшения ее проветривания и снижения сверхнормативных затрат свежего воздуха предлагаются следующие первоочередные мероприятия: -повысить герметичность вентиляционных сооружений надшахтного здания скипового ствола №3 (от 45,3 до 15,7 м3/с) ; шлюзовых вентиляционных дверей: северная ветвь ствола №3 горизонта 1000м (от 6,5 до 2,8 м3/с), северная ветвь ствола №3 горизонта 750 м (от 3,2 до 2,7 м3/с), южная сборная ствола №2 ветвь горизонта 875 м (от 4,1 до 2,5 м3/с) ; изоляционных сооружений: северная ветвь ствола №1 горизонта 875 м (от 4,1 до 2,5 м3/с), южный квершлаг горизонта 750 м (от 1,2 до 0,5 м3/с). -сократить расход воздуха до нормативного: через опрокид горизонта 1000м (от 5,5 до 2,6 м3/с) , через насосную камеру горизонта 500 м (от 5,2 до 1,9 м3/с) посредством уменьшения поперечного сечения регулировочных вентиляционных окон. Выполнение выше перечисленных первоочередных мероприятий позволит более рационально распределить воздух по объектам проветривания перейти на новые, более экономичные параметры работы ВГП с производительностью 80,2 м3/с и депрессией 76,3 даПа. В дальнейшем для совершенствования схемы вентиляции шахты и улучшения тепловых условий на рабочих местах предлагается: -изолировать и исключить из схемы проветривания горизонт 750 м, что позволит увеличить подачу воздуха на выемочные участки; - обеспечить рациональные по тепловому фактору скорости движения воздуха в выработках и забоях (для лав – 4 м/м, для подготовительных забоев – 0,7 м/с) - производить осушение выработок и воздуха путем отвода естественного водопритока по закрытым канавкам в общешахтный водосборник; - на рабочих местах в призабойных пространствах проходимых тупиковых выработок использовать пневматические душирующие вентиляторы «Прохлада» для местного увеличения скорости движения воздуха и предотвращения перегрева горняков в забоях.
1.Правила безопасности в угольных шахтах. – М.: Недра, 1986
2. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт.– Киев.: Основа
, 1994.
3. Депрессионная съемка по шахте имени Карла Маркса, Горловка, 2010 г.