Реферат за темою випускної роботи
Зміст
- 1. Актуальність. Мета і завдання роботи
- 2. Гірничо-геологічні та гірничотехнічні умови ведення гірничих робіт і застосовуваний при розробці пласта l4 комплекс заходів щодо попередження газодинамічних явищ
- 3. Теоретичні та експериментальні основи розробки торпедування вугільного масиву
- 4. Параметри і технологія торпедування
- Висновки
- Список використаних джерел
1. Актуальність. Мета і завдання роботи
Проблема газодинамічних явищ (ГДЯ) є найбільш складною і до кінця не вирішеною проблемою у вугільній промисловості.
Газодинамічні явища, особливо раптові викиди вугілля і газу, призводять до загибелі людей та великих економічних витрат. Викинутим вугіллям засипаються гірничі виробки, виводиться з ладу гірниче обладнання, вибивається і деформується гірниче кріплення, відбувається обвалення порід, виробка заповнюються метаном. Це призводить до тривалих зупинок робіт і пов'язане з небезпекою вибуху пилогазової суміші в гірничих виробках. Ліквідація наслідків викидів вугілля і газу негативно позначається на техніко-економічних показниках роботи шахт.
24 травня 1999 – в результаті вибуху загинули 50 чоловік, травми одержали 40 чоловік.
19 серпня 2001 – вибух газо-повітряної суміші в поєднанні з вугільним пилом забрав життя 55 чоловік. Були травмовані 34 особи, пропали безвісти 10 людей.
31 липня 2002 – в результаті вибуху загинули 20 чоловік, травми отримали двоє людей.
В результаті трьох вибухів в листопаді-грудні 2007 року загинуло 106 чоловік, ще 156 шахтарів було поранено – це найбільша аварія за всю історію Україна за кількістю жертв.
18 листопада 2007 на горизонті 1078 метрів стався вибух метано-повітряної суміші. За даними МНС, у момент аварії під землею знаходилися 456 гірників, у тому числі на аварійних ділянках – 186. В результаті вибуху загинув 101 шахтар.
1 грудня 2007 – в результаті другого вибуху постраждали 52 шахтарів, стан 35-ти осіб – середньої тяжкості, 9-ти – тяжкий.
2 грудня 2007 – загинуло 5 гірничорятувальників, ще 66 потерпілих були госпіталізовані.
Зі збільшенням глибини розробки загроза раптових викидів вугілля і газу суттєво підвищується. Це стосується і пласта l4, який з позначки 400 м почав вважатися загрозливих за раптовими викидами. Крім того потреби у вугіллі постійно зростають, що сприяє збільшенню навантаження на шахту [2].
В даний час шахта АП шахта ім. А. Ф. Засядька
розробляє чотири викидонебезпечних шахтопласта m3, l1, l4 і k8.
При розробці цих пластів на шахті сталося 15 раптових викидів вугілля і газу та 120 викидів при струсному підриванні.
У роботі планується дослідити та обґрунтувати можливість застосування в підготовчих виробках пласта l4 нормативного способу запобігання раптових викидів вугілля і газу – торпедування вугільного масиву без попереднього нагнітання води в пласт [1].
Для досягнення поставленої мети в роботі вирішувалися наступні завдання:
- Виконано аналіз гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов ведення гірничих робіт на шахті і при розробці пласта l4.
- Проведено аналіз застосування при підготовці виймальної ділянки пласта l4 комплексу заходів щодо попередження газодинамічних явищ.
- Вивчено теоретичні та експериментальні основи розробки торпедування вугільного масиву.
- Обґрунтовано параметри і розроблено технологію торпедування вугільного масиву в підготовчих і очисних виробках пласта l4.
- Виконана техніко-економічна оцінка запропонованого способу торпедування вугільного масиву.
2. Гірничо-геологічні та гірничотехнічні умови ведення гірничих робіт і застосовуваний при розробці пласта l4 комплекс заходів щодо попередження газодинамічних явищ
Пласт l4 Коксовий
. Потужність від 0,9 до 1,2 м, будова складна і проста, вугілля марки Ж, малозольний (1,4–26,9),
середньозернистий (0,8–2,9), середньої міцності, f = 1,0–1,5, об'ємна вага 1,31, опірність різанню – 210/235кг/см, кут
падіння змінюється від 9 до 140, небезпечний по газу, вибуховості вугільного пилу, суфлярними виділеннями метану, не схильний
до самозаймання, з позначки – 400 м небезпечний через раптові викиди вугілля і газу.
Безпосередня покрівля пласта складена аргілітом і алевролітом.
Безпосередній грунт представлений алевролітом, аргілітом і в двох точках – пісковиком.
Пласт l4 розробляється під частковим захистом із застосуванням в незахищених зонах і зонах підвищеного гірського тиску (ПГТ) комплексу противикидних заходів.
При підготовці виїмкової ділянки проведення підготовчих виробок по пласту l4 проводиться струсним вриванням або комбайном КСП-32 загальним забоєм.
Проведення вентиляційного штреку комбайном здійснюється впресічку з раніше відпрацьованим поверхом після визначення безпечної зони розвантаження пласта по динаміці початкової швидкості газовиділення. У потенційно небезпечних зонах застосовують гідророзпушування з контролем ефективності способу по динаміці газовиділення.

Малюнок 1 – Схема проведення гідророзпушування (анимация: 7 кадрів, циклічна, 148 килобайт)
Проведення конвеєрного штреку і монтажного ходка комбайном здійснюють після гідророзпушування і контролю ефективності гідророзпушування по динаміці газовиділення або за параметрами акустичного сигналу.
При неефективності гідророзпушування в небезпечних зонах проведення вироблення здійснюють струсним підриванням по вугіллю. При цьому випередження вугільним забоєм породного не менше 0,5 м і не більше 2,5 м. Частину породи виймають за допомогою прохідницького комбайна. Зачистка розпушеного вугілля ручна. Вирівнювання вугільного забою механічними і ручними інструментами забороняється.
На думку фахівців шахти, застосовуваний комплекс противикидних заходів у підготовчих виробках пласта l4 досить складний і трудомісткий у виконанні, а головне через часті випадки неефективності гідророзпушування, пов'язаний з необхідністю переходу на струсне підривання.
3. Теоретичні та експериментальні основи розробки торпедування вугільного масиву
Теоретичною основою розробки способу торпедування було вирішення задачі про вплив різних чинників на форму і розміри зони руйнування пласта при вибуху свердловинного заряду в крайовій частині вугільного пласта. При вирішенні задачі вугільний пласт розглядався як пружний однорідний ізотропний, а функція детонаційного тиску в свердловині – як суперпозиція вибухових імпульсів послідовної сукупності елементарних сферичних зарядів (малюнок 2). В основу рішення задачі було покладено рішення рівняння руху пружного середовища для сферичної порожнини радіуса R0, рівномірно навантаженої тиском Р0 від вибухового імпульсу точкового заряду.
Малюнок 2 – Схема до постановки задачі
Схема до постановки задачі: 1 – вільна поверхня пласта; 2 – свердловина; 3 – напрям ініціювання заряду; 4 – елементарний сферичний заряд; σx(x), σy(x) и σz(x) – епюри головних статичних напруг; Lc и η0 відповідно довжина свердловини і забійки; З – оточна координата елементарного заряду; P0 – тиск усередині сферичної порожнини радіуса; R0 – об'ємна вага вищерозміщених порід; H – глибина від земної поверхні.
За результатами рішення задачі встановлено, що вільна поверхня і напружений стан пласта визначають форму зони руйнування близьку конусу з чого випливає, що руйнування пласта в межах заданого радіусу ефективного впливу Rеф можливо не по всій довжині свердловини, а тільки на ділянці так званої ефективної довжини свердловини Lеф.
Оцінка впливу різних факторів на розміри зони руйнування і ефективну довжину свердловини Lеф досягалося зміною чисельних значень показників напружено-деформованого стану пласта, працездатності ВР, довжини свердловини і забійки.
Основні результати аналітичного дослідження вибуху свердловинного заряду в крайовій частині пласта були використані для визначення основних напрямків гірничоексперементальних робіт з розробки параметрів і технології торпедування.
Показано, що в реальних умовах інтегральною характеристикою напружено-деформованого стану викидонебезпечного пласта є величина безпечної зони розвантаження lб, що визначаться за динамікою початкової швидкості газовиділення.
4. Параметри і технологія торпедування
Всі основні параметри торпедування (довжина свердловин, відстань між свердловинами, незнижуване випередження т. ін.), що визначають надійність і ефективність способу, встановлені з використанням експериментальних даних щодо зміни напружено-деформованого і газодінамічного стану пласта при вибуху свердловинних зарядів.
Торпедування здійснюють у свердловинах діаметром 55–60 мм. Довжина свердловин lс приймається залежно від встановленої по динаміці газовиділення величини зони розвантаження пласта lо(таблиця 1)
Таблиця 1 – Параметры торпедирования в скважинах диаметром 55–60 мм
Величина незнижуваного випередження забою свердловинами lно для першого циклу торпедування приймається рівною 5 м, для наступних циклів з урахуванням добового посування забою lсут з виразу:
lно = lсут + 1 ≥ 3 м.
Відстань між кінцевими частинами свердловин в нішах не повинно перевищувати 2 м, в комбайновій частині лав і підготовчих виробках 2,5 м. Свердловини, розташовувані у кутках забою повинні виходити за контур виробки не менше ніж на 2 м.
Маса свердловинного заряду визначають за формулою:
Q = q(lc − lз), кг,
де q – маса метра заряду, кг/м; lз – загальна довжина забійки (не менше 3 м при довжині свердловини 8,5 м, 4 м при довжині свердловини 8,5–10 м і 5 м при довжині свердловини більше 10 м).
Схеми розташування свердловин для торпедування і контрольних шпурів для контролю ефективності способу по динаміці газовиділення або за параметрами акустичного сигналу:
а) в підготовчому забої; б) и в) в нижній ніші і комбайновій частині лави.
Малюнок 3 – Схема розташування свердловин
Висновок
Таким чином в ході даної роботи була представлена загальна характеристика шахти, а також узагальнена теоретична інформація, необхідна для розрахунку
параметрів гідровзриванія в умовах АП шахта ім. О. Ф. Засядька
.
Список використаних джерел
- Правила ведення гірничих робіт на пластах схильних до газодинамічних явищ: Стандарт МінУглепром України – К.: 2005.
- Аварії на шахте імені Засядько «Електронний ресурс» — Режим доступа: посилання Аварии на шахті імені Засядька.
- Яйло В. В. Дисертація на тему: Дослідження и розробка способів Запобігання вікідів вугілля и газу, заснований на гідровибусі/ Яйло В. В. – Д.: 1982.
- Кузнецов Ю. С. Фізико-технічні проблеми комплексної механізації гірничо-прохідницьких работ: До розрахунку ефективності гідровзриванія/ Кузнецов Ю. С., Дворниченко В. И., Бугаєв Л. И., Кузнецова С. В. – М.: В кн., вип. 126., 1975.
- Ханукаев А.Н. Енергія хвиль напруг при руйнуванні порід вибухом. – М.: Госгортехіздат, 1962.
- Ханукаев А. Н. Зниження напруженості гірського масиву за допомогою вибухів/ Ханукаев А. Н., Кусов Н. Ф., Пшеничный В. И. та інші. – М.: Наука, 1979.