ДонНТУ   Портал магістрів Інституг гірничої справи та геології Кафедра охорони праці та аерології

Соловйова Валерія Валеріївна

Інститут гірничої справи та геології

Кафедра охорони праці та аерології

Спеціальність Охорона праці в гірництві

Підвищення стійкості провітрювання похилих виробок при пожежах у виробках з низхідним провітрюванням в умовах шахти № 22 Комунарської ПАТ Донбасс

Науковий керівник: к.т.н., доц. Кавера Олексій Леонідович

Резюме Біографія Реферат

Реферат за темою випускної роботи

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2013 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після вказаної дати.

Зміст

• 1. Ціль і завдання магістерської роботи
• 2. Актуальність теми
• 3. Передбачувана наукова новизна
• 4. Короткий виклад результатів магістерської роботи
• 4.1 Коротка характеристика шахти № 22 Комунарська ПАТ Донбас
• 4.2 Дослідження стійкості похилих виробок шахти № 22 Комунарська ПАТ Донбас
• 5. Заключення
• Перелік посилань

1. Ціль і завдання магістерської роботи

Метою роботи є дослідження стійкості провітрювання при пожежах в похилих виробках в шахті № 22 Комунарської ПАТ Донбас на моделі шахтної вентиляційної мережі шахти № 22 Комунарської ПАТ Донбас, створеної за допомогою програми IRS Вентиляція – ПЛА.

2. Актуальність теми

Шахти і рудники, які здійснюють підземну видобуток корисних копалин, стикаються з питаннями розвитку вентиляції гірничих виробок.

Недостатнє провітрювання з газового та пиловим факторів стримує зростання видобутку вугілля, знижує рівень безпеки або створює некомфортні умови для персоналу. Вугільні підприємства здійснюють попереднє планування заходів для можливих аварій, розраховують аварійні вентиляційні режими для порятунку робітників і гасіння пожеж, проводять розрахунок оптимальних маршрутів виходу гірників і руху гірничорятувальників для ліквідації аварій (для шахт Росії і України плани ліквідації складаються і затверджуються на кожні 6 місяців відповідно до вимог [1]). Актуальність теми полягає в тому, що застосування комп'ютерних технологій дозволяє підвищити рівень протиаварійного захисту вугільних шахт – спрощує пошук варіантів поліпшення провітрювання, підвищує надійність прийнятих рішень і позбавляє підприємства від неефективних фінансових витрат [2].

3. Передбачувана наукова новизна

Передбачається наукова новизна полягає в тому, що вперше було проведено дослідження стійкості провітрювання похилих виробок c низхідному провітрюванні при пожежах на моделі шахтної вентиляційної мережі шахти № 22 Комунарської ПАТ Донбас.

4. Короткий виклад результатів магістерської роботи

4.1 Характеристика вугільного пласта

Шахта № 22 Комунарська розташована в адміністративному відношенні на території м. Ждановка Донецької області.

В геологічній будові шахтного поля приймають участь відклади середнього карбону свити С₂⁵, представлені теригенними опадами – пісковиками, сланцями алевролітів і глинистими, вапняками і вугіллям, які повсюдно перекриті четвертинними відкладеннями. Залягання порід просте, спокійне, падіння на північ під кутами 15–30°.

Промислова вугленосність на шахтному полі приурочена до свити С₂⁵. На балансі шахти знаходяться пласти k₂, k₂¹, k₃, k₄¹, k₅.

Шахта № 22 Комунарська віднесена до надкатегорійних за метаном. Розробляються пласти k₂, k₂¹, k₃, k₄¹, k₅ з глибини 150 м віднесені до загрозливих за раптовими викидами. Пласт k₃ небезпечний по прориву метану з грунту. По гірських ударів, вибуховості вугільного пилу, суфлярними виділенням вугільні пласти не небезпечні. Вугільний пил, що утворюється в процесі розробки пластів, що не вибухонебезпечна. Вугілля пластів не схильний до самозаймання.

Розміри шахтного поля: по простяганню – 6,5–7,5 км; по падінню – 1,4–2,0 км.

Виїмка вугілля здійснюється самозарубивающімся комбайном РКУ–10 по всій довжині лави з глибиною захвата робочого органу 0,63 м після виконання заходів щодо боротьби з газодинамічними явищами – визначення зони розвантаження по початкової швидкості газовиділення зі шпурів.

Якщо прогноз викидонебезпечності показав небезпечно, виїмка вугілля в лаві комбайном, буде проводитися тільки по односторонній схемі; якщо прогноз викидонебезпечності показав не небезпечно, виїмка вугілля в лаві може вироблятися як по односторонній, так і за челноковій схемами.

Для підтримки покрівлі в робочому просторі лави, управління покрівлею повним обваленням, захисту робочого простору лави від проникнення порід обрушеною покрівлі та пересування забійного конвеєра використовується механізоване кріплення ДМ II типорозміру. Крок установки кріплення по довжині лави – 1,5 м. Схема розстановки секцій – лінійна.

Провітрювання 11–ї східної лави пласта k3 протягом усього строку відпрацювання буде проводитися за возвратноточной висхідній схемі провітрювання 2–В–Н–в–вт [4].

Шахта здана в експлуатацію в 1958 році з проектною потужністю 1,2 млн. т вугілля на рік. Після реконструкції в 1986 році виробнича потужність шахти зросла до 1,8 млн. т в год. Основними робочими пластами є: k5 потужністю до 1,9 м і l3 потужністю до 2,15 м. Гірські роботи ведуться на глибині 650–700 м. Фактичний видобуток вугілля склав 2177653 т при плані 2100000 т.

Прийнятий режим роботи з трьома змінами тривалістю по 6 годин, при цьому перша зміна повністю відведена для виконання противикидних заходів, ремонтно–підготовчих робіт, викладенні «жорсткої» і бутової смуг, а інші дві зміни – з видобутку вугілля.

Між 1–й і 2–й, 2–й і 3–й змінами мається годинну перерву. Між 3–й і 1–й змінами – 4 години відводиться на виробництво БПР в режимі струсного підривання.

Перед початком робіт кожної зміни всі робочі інструктуються на вбранні старшим наглядом за безпечним методам робіт, виходячи з конкретної ситуації.

Мінімальний склад робочої ланки – 22 людини. Режим роботи шахти:

• число робочих днів у році – 300 днів;
• число змін у добу з видачі вугілля з шахти – 3 зміни;
• п'ятиденний робочий тиждень для трудящих з одним загальним вихідним днем і одним вихідним днем за змінним графіком;
• тривалість робочої зміни на підземних роботах – 6 годин, на поверхні – 8 годин;
• кількість робочих змін:
  • в очисних вибоях три видобувні і одна ремонтно–підготовча
  • у підготовчих забоях: три зміни безпосередньо з проведення виробок, одна для виконання противикидних і протипилових заходів і для ремонтно–підготовчих робіт.

До роботи допускаються робітники, які пройшли навчання і мають посвідчення на право керування комплексом.

Схема розкриття шахтного поля здійснюється похилими стволами і поверховими квершлагами. Спосіб підготовки шахтного поля – поверховий [3].

4.2 Дослідження стійкості похилих виробок шахти № 22 Комунарської ПАТ Донбас

Для вирішення завдань вентиляції була побудована комп'ютерна вентиляційна модель шахти № 22 Комунарська, яка складається з 2059 гілок і 606 вузлів [2].

У роботі була проведена оцінка стійкості вентиляційних потоків у виробках з низхідним провітрюванням при пожежах в 18 гілках, в 17 з них не виявлено порушень стійкості провітрювання, а провітрювання в 1 гілки (235 – К/х 12 сх. Лави К3 (к/ш – п/п)) при виникненні пожежі виявиться не стійким (рис.2).

При виникненні пожежі в цій виробці, можливо через 2 хвилини, після початку полум'яного горіння, відбудеться перекидання вентиляційного струменя при теплової депресії 5,17 даПа. Необхідно передбачити заходи щодо забезпечення стійкості.

В 1 зону загазування, тобто в зону поширення пожежних газів до перекидання вентиляційного струменя, потрапили 57 гілок: 497, 522, 219, 228, 124, 810, 67, 69, 133, 70, 354, 349, 536, 512, 513 , 138, 342, 89, 809, 127, 520, 537, 2011, 215, 538, 2013, 2015, 470, 167, 2021, 535, 617, 2023, 615, 136, 534, 430, 286, 66, 327 , 495, 542, 2017, 2019, 400, 321, 616, 482, 52, 508, 2012, 2014, 2016, 2018, 2020, 2022, 2024. Після перекидання зона загазування додатково поширюється ще на 31 гілку: 424, 414, 57, 218, 141, 776, 229, 862, 777, 861, 234, 451, 351, 387, 166, 137, 471, 201, 472, 474 , 744, 294, 447, 232, 483, 455, 898, 135, 322, 963, 134. Для того щоб позбутися від додаткової зони загазування необхідно забезпечити стійкість провітрювання 235 гілки, використовуючи функцію Посилення провітрювання, це завдання дублюється у вікні гілки. Клацнувши курсором на будь-якої гілки (об'єкт регулювання), можна визначити вироблення (гілка-регулятор), установка регулятора в якій, забезпечить максимальне збільшення витрати повітря в об'єкті регулювання. Якщо, за яким-то причин, в першій гілки установка регулятора неможлива, пропонується інша гілка. Завдання подвійного призначення - для швидкого пошуку місця встановлення регулятора, в аварійних умовах, і для вирішення завдань регулювання розподілу повітря, що забезпечують технологічні процеси [2].

Параметри гілки до посилення провітрювання: витрата повітря 4,14 м3/с, аеродинамічний опір 0,0059 кМюрг. Вибираємо перший запропонований варіант гілка 229 (вент. кв-р № 31 (вкв.з в/г 11з.л. К3 - к/х 11л.К5)) (рис.3).

У 229 гілки збільшуємо опір на 1 кМюрг (було 0,00090 кМюрг, стало 1,00090 кМюрг). Це не дало очікуваного результату (рис. 4), тому потрібно повторити команду «Посилення провітрювання», місцем установки другого регулятора є 463 гілка (ходок груп. Конв. Кв-га К5 (вкв. - 11 вост.к/ш К3)) .

Аеродинамічний опір гілки 463 складало 0,00127 кМюрг, після збільшення на 1 кМюрг, воно склало 1,00127 кМюрг. Після цього повторюємо моделювання пожежі в гілці 235. Як видно з рис.5, перекидання вентиляційного струменя не відбувається і тому зона поширення пожежних газів після перекидання вентиляційного струменя відсутня.

Таким чином, вдалося домогтися підвищення стійкості похилої виробки з низхідному провітрюванні при пожежі в ній.

5. Заключение

За допомогою програми IRS Вентиляція - ПЛА можна промоделювати пожежа у виробленні, проаналізувати зони загазування і застосувати ряд певних заходів щодо зменшення таких зон, що не мало важливо для безпеки трудової діяльності робітників. Моделювання маршрутів виведення гірників дозволяють прогнозувати умови порятунку людей при аваріях і розробляти заходи щодо підвищення безпеки праці гірників. Всі ці заходи є чимало важливими для техніки безпеки в гірничому виробництві.

Перелік посилань

1. Правила безпеки у вугільних шахтах. Київ: 2001. – 400 с.
2. Аварийно–программный комплекс, Вентиляция шахт – Электронный план ликвидации аварий , (IRS Вентиляция шахт – ЭПЛА),Руководство пользователя, Донецк – 2008.
3. Технологический паспорт ведения очистных работ в 11–й восточной лаве пласта k3 Колпаковский шахты №22 Коммунарская ПАО Шахтоуправление Донбасс.
4. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт.– Основа.– К.: 1994.–311 с
5. Рекомендації по вибору ефективних режимів провітрювання шахт при аваріях // НДИІД. — Донецьк. — 1995. — 165 с.
6. Перемычки шахтные. [Электронный ресурс], режим доступа – http://www.sp-ufa.ru/catalog17.htm.
7. Трофимов В.О., Булгаков Ю.Ф., Кавєра О.Л., Харьковий М.В. – Аерологія шахтних вентиляційних мереж. — Донецьк, 2009. — 87 с.
8. Каледіна І.О., Романченко С.Б., Трофимов В.О. – Комп’ютерне моделювання шахтних вентиляційних мереж: Методичні вказівки. — М.: Видавництво МГГУ. — 2004. — 72 с.
9. Болбат И.Е., Лебедев В.И., Трофимов В.А. – Аварийные вентиляционные режимы в угольных шахтах — М.: Недра, 1992. — 204 с.
10. К разработке математических моделей схем проветривания выемочных участков , Завадская Т.В. [Электронный ресурс], режим доступа – http://ea.donntu.ru:8080/jspui/bitstream/123456789/7806/1/1.pdf