Автор: Лукьяненко Е. В., Николаев Е. Б.
Источник: Роль молоді щодо розвитку геотехнологій та управління виробництвом / Матерiали IV Мiжнародної наукової конференцiї студентiв факультету геотехнологій та управління виробництвом – Донецьк, ДонНТУ – 2009, С. 72–74.
Лукьяненко Е. В., Николаев Е. Б. Исследование состояния и разработка мероприятий по нормализации температурных условий в длинных подготовительных забоях в условиях шахты им. А. А. Скочинского. Рассмотрены системы блочного моделирования. Исследовано моделирование уравнения гармонического осциллятора. Проведено сравнение моделирующих сред.
Интенсификация подземной добычи угля, осуществляемая на основе внедрения высокопроизводительной техники и прогрессивной технологии, способствует дальнейшему понижению уровня горных работ в шахтах. Ведение горных работ на больших глубинах сопряжено с повышением тепловыделений из горных пород в подземные выработки. Это способствует формированию в забоях температурных условий, которые не обеспечивают нормальную терморегуляцию человеческого организма при выполнении им труда определенной категории тяжести, последствием чего является рост заболеваемости, травматизма и ухудшение здоровья трудящихся.
Климатические условия в горных выработках определяются в основном температурой, влажностью и скоростью движения шахтного воздуха и имеют большое значение для нормальной работы горнорабочих. Неблагоприятные тепловые условия в горных выработках наблюдаются уже на глубинах 600–700 м. В настоящее время проблема борьбы с высокими температурами приобретает все большее значение в связи с увеличением глубины разработки и применением более производительной техники. Наиболее тяжелые климатические условия наблюдаются в тупиковых выработках.
Основными направлениями технического развития угольной промышленности предусматривается широкое использование проходческих комбайнов. Это наиболее прогрессивный способ проведения подготовительных выработок, однако его применение приводит к резкому ухудшению тепловых характкристик шахтной атмосферы по сравнению с тепловыми характкристиками при буровзрывном способе. Это связано с более интенсивным теплообменом между воздухом и свежеобнаженными поверхностями горного массива, обусловленным более высокой скоростью подвигания забоя, повышением притока тепла от большого объема разрушенной горной массы, значительными выделениями тепла электрооборудованием и исполнительными органами проходческих комбайнов вследствие большой потребляемой мощности (до 700 кВт). В результате воздействия этих факторов температура воздуха в заюоях при проведении выработо град.к проходческими комбайнами на 6–7 °С превышает температуру воздуха в аналогичных выработках, проводимых буровзрывным способом, и на глубинах 1000–1200 м достигает 37–38 °С.
Температура воздуха в забоях подготовительных выработок определяется следующими факторами: теплоотдачей пород, окружающих горные выработки; теплоотдачей добытого полезного ископаемого и отбитой породы при их транспортировке; тепловыделениями при окислении угля, угольной пыли и крепи, от механической работы и поторь электрической энергии; тепловыделениями людей.
До последнего времени удельный вес первых трех факторов составлял около 80 % в тепловом балансе тупиковых выработок. В настоящее время в связи с увеличением глубины разработки и повышением энергонасыщенности проходческого оборудования повышается удельный вес тепловыделений от пород, окружающих горные выработки, и от машин и механизмов.
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 и Руководство по проведению тепловых съемок в угольных шахтах
.
При тепловых съемках в тупиковых подготовительных выработках пункты замеров тепловлажностных параметров воздуха распологались:
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).
| 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 |
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 очистных и тупиковых подготовительных выработках. В тупиковых подготовительных выработках (магистральный конвейерный штрек ЗП, вентиляционный ходок № 2 ЗП верхний забой) температура воздуха в призабойных зонах достигает 27,8–30,8 °С при относительной влажности 76–78 % и скорости воздуха 0,5–0,6 м/с. В выработках, где температура воздуха превышает допустимые Правилами безопасности значения, согласно предоставленным шахтой данным, работает 827 горнорабочих.
Дальнейшее улучшение температурных условий в тупиковых подготовительных выработках за счет увеличения расходов воздуха на их проветривание практически не даст положительных результатов.
Улучшение температурных условий во всех планируемых к дальнейшей отработке горных выработок возможно только при искусственном охлаждении воздуха с применением передвижных холодильных установок с кондиционерами КПШ 300.
Работы в горных выработках, температура воздуха в которых после реализации Комплекса мероприятий… превышает допустимую Правилами безопасности, должны проводиться с учетом корректировки норм времени нахождения людей в зонах с повышенной температурой. Наряду с этим должен выполняться комплекс оздоровительных мероприятий по снижению влияния нагревающего микроклимата на организм трудящихся.
Комплекс мероприятий по борьбе с высокими температурами воздуха в горных выработках на 2011 годОП
Шахта им. А. А. СкочинскогоГП
ДУЭКс.