Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

1. Актуальность темы

Процесс добычи угля в шахтах происходит при наличии ряда неблагоприятных факторов: высокая температура рудничной атмосферы, запылённость и т. д.

Высокая температура в забое шахты возникает из-за тепловыделения от горного массива, транспортируемого угля и работающих механизмов. Ведение горных работ на больших глубинах сопряжено с повышением тепловыделений из горных пород в подземные выработки.

2. Цель и задачи исследования

Целями и задачами моей магистерской работы являются установление недостатков при выполнении норм безопасности, разработка мероприятий по нормализации тепловых условий в шахте, анализ тепловых условий в горных выработках шахты им. Скочинского (рис. 1).

Рисунок 1 – Цели и задачи магистерской работы (анимация)

Рисунок 1 – Цели и задачи магистерской работы
(анимация: 5 кадров, 7 циклов повторения, 93 килобайта)

3. Краткие сведения о шахте

Шахта им. А. А. Скочинского сдана в эксплуатацию в 1975 году с проектной мощностью 1,8 млн тонн. В шахтном поле, вскрытом 7 вертикальными стволами глубиной 944–1293 м, разрабатывается одиночный незащищенный особо опасный по внезапным выбросам угля и газа пласт h16 Смоляниновский мощностью 1,2–2,2 м и углом падения 8–10°. Подготовка шахтного поля панельная, система разработки сплошная или комбинированная с использованием конвейерных штреков вышеотработанных лав в качестве вентиляционных.

Очистные забои отрабатываются по системе лава-штрек прямым ходом. Промышленные запасы на 1.01.2011 г. составляют 75,164 млн тонн, в том числе по отрабатываемому пласту 42,326 млн тонн.

Производственная мощность шахты на 1.01.2011 г. – 500 тыс. т/год. В настоящее время на шахте работают 3 лавы на центральной панели (2-я западная лава УПЦП, 2-я восточная лава УПЦП) и 1 лава на западной панели (5-я западная лава ЗП) [1].

Характеристика лав приведена в табл. 1.

Таблица 1 – Характеристика лав
№ п/п Наименование лавы Система разработки Применимая горношахтная техника
1 2-я западная лава УП ЦП пл. h16 Комбинированная 3МКД-90, 2ГШ-68Б, СП-301М
2 2-я западная лава УП ЦП пл. h16 Комбинированная КМК-500Т, 2ГШ-68Б, СП-301М
3 5-я западная лава ЗП пл. h16 Сплошная 2МКД-90, 2ГШ-68Б, СП-301М

Транспорт угля в пределах центральной панели от забоев до скипового ствола полностью конвейеризирован: по участковым выработкам ленточными конвейерами с шириной ленты 800 мм (1Л-80); по магистральным конвейерным штрекам конвейерами 1Л-80, 1Л-80УК, 1Л-800 с шириной ленты 800 мм; по полевому конвейерному уклону конвейерами 1Л-80 – с шириной ленты 800 мм и 2Л-100У – с шириной ленты 1000 мм.

Транспорт угля в пределах западной панели конвейерный. От 5 западной лавы ЗП по конвейерному штреку и групповому конвейерному штреку ЗП конвейерами 1Л–80 с шириной ленты 800 мм, по конвейерному ходку 5 западной лавы ЗП конвейером 1Л-1000 с шириной ленты 1000 мм. Из бункера западной панели уголь загружается в секционные поезда ПС-3,5 и электровозами 2АМ-8Д по полевым откаточным штрекам гоp. 1200 м доставляется к разгрузочному бункеру центральной панели, из которой перепускается в загрузку скипового ствола и далее по скиповому стволу в скипах грузоподъемностью 25 т выдается на поверхность.

Шахта отнесена к особо опасным по внезапным выбросам угля, породы и газа. Уголь пласта h16 опасен по взрывчатости угольной пыли и склонен к самовозгоранию.

Схема проветривания шахты комбинированная. Способ проветривания всасывающий. Вентиляторы главного проветривания установлены: на скиповом стволе (ВЦД-31,5), восточном вентиляционном стволе № 1 (ВЦД-3,3) и западном вентиляционном стволе № 2 (ВЦД-47У). Свежая струя воздуха подается по центральному клетевому, по восточному № 1 и западному № 1 воздухоподающим стволам.

4. Исследование теплового режима горных выработок шахты им. А. А. Скочинского

Цель шахтных тепловых съемок – получение достоверных исходных данных к выполнению прогноза температуры воздуха и расчету холодопотребности 3-й восточной лавы УП ЦП пласта h16 и разработке предложений по нормализации температурных условий средствами охлаждения воздуха.

Шахтные тепловые съемки выполнялись в соответствии с требованиями действующих нормативных документов – правила безопасности в угольных шахтах [2] и руководство по проведению тепловых съемок в угольных шахтах [3].

При тепловых съемках в выработках пункты замеров тепловлажностных параметров воздуха располагались:

Измерения температуры воздуха по сухому и мокрому термометрам выполнялись психрометром МВ-4М. Скорость воздуха измерялась анемометрами АСО-3, МС-13, АПР-2, а также прибором LUGA (Германия). Результаты приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 – Тепловые условия в действующих выработках шахты им. А. А. Скочинского ГП ДУЭК по состоянию на июль 2010 года
Название выработок, место замера Температура воздуха, °С Относительная влажность воздуха, % Скорость воздуха, м/с
  Вентиляционный ходок № 2 ЗП (нижний забой)
Перед ВМП – – –
Призабойная зона 29,8 77,0 0,5
Устье выработки 31,2 78,0 0,55
  Вспомогательный ходок № 2 5 западной лавы ЗП
Перед ВМП – – –
Призабойная зона 27,8 76,0 0,6
Устье выработки 28,8 77,0 0,65
  Магистральный конвейерный штрек ЗП
Перед ВМП – – –
Призабойная зона 27,6 77,0 0,5
Устье выработки 28,0 77,0 0,53
  Вентиляционный ходок № 2 ЗП (верхний забой)
Перед ВМП – – –
Призабойная зона 30,8 78,0 0,5
Устье выработки 32,1 77,0 0,56
Таблица 3 – Сведения o численности трудящихся, работающих в высокотемпературных условиях шахты им. А. А. Скочинского ГП ДУЭК в 2010 г.
№ п/п Наименования очистных и подготовительных забоев (участки) ГРОЗ Эл. слес. Проходчик ГРП ГРПР МПУ Горно-монтажник ИТР Итого
1 5-я западная лава ЗП (участок № 1) 96 23 59 18 2 4 – 10 212
2 2-я западная лава УПЦП (участок № 2) 84 22 38 16 1 – – 11 172
3 2-я восточная лава лава АПЦП (участок № 3) 88 20 39 18 2 2 5 11 185
4 УПР: вспом. Ходок № 2 5-й зап. лавы ЗП вент. ходок № 2 ЗП (нижн. и верх. забои) маг. конв. штрек ЗП – 12 133 18 3 – – 20 186
5 МДУ: 5-я зап. лава ЗП, 2-я зап. лава УПЦП, 2-я вост. УПЦП 22 17 – 10 2 – 10 11 72
Всего: 290 94 269 80 10 6 15 63 827

В соответствии с представленными данными о температурном режиме по состоянию на июль 2010 года, тепловые условия превышают значения, регламентируемые Правилами безопасности в действующих и планируемых к вводу в эксплуатацию выработках.

В выработках, где температура воздуха превышает допустимые Правилами безопасности значения, согласно предоставленным шахтой данным, работает 827 горнорабочих [4].

5. Мероприятия по нормализации тепловых условий в лаве

По результатам тепловых расчетов рекомендуется применение искусственного охлаждения воздуха на основе использования комплекса шахтного холодильного оборудования с водоохлаждающей холодильной машиной МХРВ-1 или с помощью передвижных холодильных установок, оборудованных кондиционерами КПШ 300.

Машина холодильная МХРВ-1

Водоохлаждающая холодильная машина МХРВ-1 (рис. 2) холодопроизводительностью 1000 кВт предназначена для обеспечения «ледяной водой» систем кондиционирования шахтного воздуха в глубинных выработках, опасных по газу, пыли и внезапным выбросам.

Машина может иметь применение в других отраслях промышленности, где имеется потребность в «ледяной воде» в качестве источника холода.

Машина холодильная МХРВ-1 выполнена двухблочной и состоит из агрегата винтового компрессорного с микропроцессорным блоком управления и блока аппаратного (кожухотрубный конденсатор, кожухотрубный испаритель с внутритрубным кипением), хладоновые системы которых соединяются на месте эксплуатации гибкими шлангами.

Блоки машины для спуска в шахту разбираются на отдельные узлы. Оборудование каждого блока смонтировано на станинах в виде салазок, обеспечивающих передвижение по почве выработок. Машина размещается в горных выработках без специального фундамента и крепления. Автоматическое управление и все виды необходимых защит осуществляется микропроцессорным блоком управления.

Технические характеристики:

  1. Хладагент, R22.
  2. Холодопроизводительность номинальная, 1000 кВт; в режиме с параметрами:
    • «ледяная вода» на выходе: температура, 4 °C; расход, 71,4 м3/ч;
    • вода, охлаждающая конденсатор, на входе: температура, 32 °C; расход 115 м3/ч;
    • частота вращения вала компрессора, 3000 об/мин.
  3. Потребляемая мощность номинальная, 350 кВт.
  4. Род тока, переменный трехфазный 6000/660 В, 50 Гц.
  5. Масса машины (сухая), 16625 кг:
    • агрегат компрессорный с блоком управления, 6825 кг;
    • блок аппаратный, 9500 кг.
  6. Габаритные размеры машины в сборе, 10700ˣ2350ˣ2040 мм.:
    • агрегат компрессорный, 4315ˣ1980ˣ2025 мм;
    • блок аппаратный, 5850ˣ1500ˣ2040 мм.
  7. Уровень взрывозащиты электрооборудования, Exdil [5].
Рисунок 2 – Машина холодильная МХРВ–1

Рисунок 2 – Машина холодильная МХРВ-1

Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300

Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300 (рис. 3) создает комфортные условия для шахтеров, работающих в глубоких шахтных выработках, опасных по газу и пыли.

Кондиционер может применяться в других отраслях промышленности в системах комфортного и технологического кондиционирования воздуха.

Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300 имеет взрывобезопасное электрооборудование и может применяться в угольных шахтах опасных по газу, пыли и внезапным выбросам.

Кондиционер поставляется в виде двух блоков: блока компрессорно-конденсаторного и блока воздухообрабатывающего, хладоновые системы которых соединяются на месте эксплуатации кондиционера гибкими трубопроводами (шлангами).

Блоки скомпанованы на рамах, обеспечивающих возможность их установки на станины вагонеток типа «ВГ» для колеи 900 мм для передвижения их в процессе эксплуатации. Кондиционер КПШ 300 автоматизирован и имеет все виды необходимых защит.

Рисунок 3 – Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300

Рисунок 3 – Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300

Технические характеристики (рис. 4) [6]:

  1. Хладагент, R22.
  2. Холодопроизводительность, 320 кВт; в режиме с параметрами:
    • воздух на входе: температура, 32 °C; относительная влажность, 70 %; Расход, 27000 м3/ч;
    • вода на конденсатор: температура 35 °C; расход, 50 м3/ч; эффект охлаждения воздуха, 15–17 °C; Потребляемая мощность, 75 кВт; род тока, переменный трехфазный, 660В/50 Гц.
  3. Габаритные размеры:
    • блок компрессорно–конденсаторный, 3560ˣ1100ˣ1485 мм;
    • блок воздухообрабатывающий, 4995ˣ1100ˣ1370 мм.
Рисунок 4 – Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300

Рисунок 4 – Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300

Допускается демонтаж диффузора и конфузора блока воздухообрабатывающего. Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300 имеет степень заводской готовности и может монтироваться и вводиться в эксплуатацию специалистами шахтных служб.

Выводы и предложения

Улучшение температурных условий горных выработках за счет горно-технических мероприятий, не позволяет снизить температуру воздуха до допустимых пределов.

Улучшение температурных условий во всех планируемых к дальнейшей отработке горных выработок возможно только при искусственном охлаждении воздуха с применением холодильных установок с кондиционерами КПШ 300.

Для снижения температуры свежего воздуха требуется создание компактных высокоэффективных моделей кондиционеров для нормализации микроклимата глубоких шахт.


При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2014 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

  1. Комплекс меропиятий по борьбе с высокими температурами воздуха в горных выработках на 2011 год ОП шахта им. А. А. Скочинского, ГП ДУЭК.
  2. Правила безопасности в угольных шахтах. – М.: Недра, 1986, – С. 293.
  3. Руководство по проведению тепловых съемок в угольных шахтах. Макеевка-Донбасс, МакНИИ, 1982.
  4. Комплекс мероприятий по борьбе с высокими температурами воздуха в горных выработках на 2011 год ОП Шахта им. А. А. Скочинского ГП ДУЭК.
  5. ТУ У29.2-00217863-040-2004. Машина холодильная МХРВ-1. Технические условия.
  6. ТУ У29.2-00217863-040-2004. Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300. Технические условия.