Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Возникновение крупных аварий на шахтах Украины, вызванных внезапными взрывами пылеметановоздушных смесей в горных выработках, требует поиска новых эффективных технических предложений по снижению вероятности взрывов. Наличие пыли в метановоздушной смеси при взрыве способствует значительному увеличению силы взрыва и образованию большого объёма токсичных газов высокой концентрации. Кроме того, пыль агрессивно действует на оборудование поверхностного комплекса, провоцирует опасные заболевания органов дыхания рабочих (вентиляторные установки главного проветривания угольных шахт в течение суток выбрасывают в шахтный поверхностный комплекс более 1,5 тонн аэрозольной пыли каждая, создавая при этом превышение ПДК в 2–3 раза).

1. Актуальность темы

Современные способы подземной добычи угля характеризуются образованием значительного количества пыли и выделением ее в атмосферу горных выработок.

Борьба с пылью представляет собой сложную инженерную и организационно–техническую задачу, т. к. рудничная пыль ухудшает санитарно-гигиенические условия труда рабочих, уменьшает видимость в выработках, засоряет и раздражает кожу и глаза, вызывая главные заболевания, засоряет и раздражает дыхательные пути и легкие, при длительном дыхании может вызывать хронические заболевания легких. Кроме того, присутствие в рудничной атмосфере тонкой и сухой угольной пыли, содержащей более 15% летучих веществ, вызывает опасность взрыва пыли.

Для решения данной задачи, т. е. для обеспечения приемлемого уровня безопасности на угольной шахте необходимо детальное планирование мероприятий по комплексному обеспыливанию горных выработок, обязательное и полное их выполнение, что позволит предотвратить инциденты и аварии.

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью магистерской работы является анализ состояния и разработка научно-обоснованных мероприятий по комплексному обеспыливанию горных выработок шахты Трудовская.

Основные задачи исследования:

  1. Анализ применяемых на шахте способов пылеподавления
  2. Дать оценку эффективности мероприятий, применяемых на шахте
  3. Разработать комплекс эффективных мероприятий для пылеподавления в горных выработках.

3. Краткая характеристика ш. Трудовская

Шахтоуправление Трудовское является обособленным подразделением Государственного предприятия Донецкая угольная энергетическая компания Министерства угольной промышленности Украины.

Шахтное поле шахты расположено в западной части Донецко-Макеевского угленосного района на территории Петровского района г. Донецка и Марьинского района Донецкой области

Поле шахты Трудовская вскрыто четырьмя вертикальными стволами: двумя центрально-сдвоенными (скиповым и клетевым), западным вентиляционным и воздухоподающим. Все разрабатываемые шахтой пласты (m3, k8, l1 и l4) вскрыты магистральными откаточным и конвейерным квершлагами гор. 493  м. Горизонт 493 м является основным, на который отрабатываются и будут отрабатываться все уклонные поля разрабатываемых пластов.

Вскрытие уклонной части поля произведено полевыми уклонами, от которых рассечены и пройдены полевые магистральные штреки по мощным песчаникам расположенным в 30 м ниже пласта k8, а затем квершлагами на вскрываемые пласты.

Способ подготовки по разрабатываемым в настоящее время пластам l4 и m3 панельный. Отработка панелей осуществляется по столбовой системе разработки с отработкой запасов длинными столбами по простиранию обратным ходом.

Схема проветривания шахты – фланговая, способ проветривания – всасывающий.

Год ввода в эксплуатацию – 1952 г.

Категория шахты по газу – I (по метану)

Глубина ведения работ (ср. максимальная) – 650 м, 690 м.

Проектная производственная мощность–1000  тыс.  т.  в  г.

Разрабатываемые в настоящее время пласты – m3, l4.

Среднединамическая мощность разрабатываемых пластов – 1,63  м.

Угол падения пластов –100 – 120.

Марка угля – Дэн, ДГэн.

Общая протяженность горных выработок – 51,9  км.

4. Анализ состояния мероприятий по комплексному обеспыливанию горных выработок ш. Трудовская

Раздел по борьбе с пылью в проектах новых и реконструируемых шахт(горизонтов), вскрытия и подготовки блоков, панелей, выемочных полей должен содержать:

– перечень мероприятий по борьбе с пылью при всех процессах, сопровождающихся пылевыделением (при выемке угля, проведении горных выработок, закладочных работах, погрузке, транспортировании и разгрузке горной массы, в т.ч. в околоствольном дворе);

– параметры работы оборудования для борьбы с пылью и размещение его по сети горных выработок;

– спецификацию на оборудование и материалы для борьбы с пылью;

– схему пожарно -оросительных трубопроводов с указанием их диаметров, напоров воды, мест размещения оросительных устройств, насосных установок и др.;

– рекомендации по оптимальным по пылевому фактору режимам проветривания забоев;

– перечень рабочих мест и производственных процессов, где должны применяться противопылевые респираторы [1].

В проекте строительства шахты такой раздел имеется.

На Шахтоуправление Трудовское применяютя такие противопылевые мероприятия.

Предварительное увлажнение угля в массиве

Предварительное увлажнение угля в массиве должно применяться при ведении очистных работ, а также при проведении выработок комбайнами избирательного действия по пластам средней мощности.

Предварительное увлажнение заключается в нагнетании воды в массив до его разрушения (наиболее распространено при разработке угольных месторождений). Осуществляется через скважины, пробуренные по пласту параллельно или перпендикулярно плоскости очистного забоя, в подготовительных забоях, как правило, в плоскости забоя. Основные параметры, от которых зависит эффективность этого способа - давление и темп нагнетания, расстояние между скважинами, глубина герметизации скважин, расход воды и время между нагнетанием воды и выемкой угля. Значения параметров зависят от свойств угольных пластов. Снижение запылённости воздуха при разработке увлажнённых массивов происходит вследствие увеличения общей влажности разрушаемого материала, его ослабления в результате физико-химических и гидродинамических процессов взаимодействия воды и массива и смачивания пыли, имеющейся в массиве до его разрушения [2].

Технологические схемы нагнетания воды из подготовительных выработок в очистных забоях пологих пластов (а) и при щитовой выемке на крутых пластах (б)

1 – вентиль; 2 – фильтр штрековый; 3 – дозатор смачивателя; 4 – расходомер; 5 – насосная установка высоконапорная; 6 – штрековый трубопровод; 7 – герметизатор; 8 – буровой станок

Рисунок 1 – Технологические схемы нагнетания воды из подготовительных выработок в очистных забоях пологих пластов (а) и при щитовой выемке на крутых пластах (б)

Применение оросительной системы, которой комплектуется комбайн

В механизированных очистных забоях пологих и крутых пластов пылеподавление при выемки угля осуществляется с использованием средств орошения, которыми оснащаются выемочные машины (комбайны), механизированные крепи, струговые установки, фронтальные и щитовые агрегаты. На рисунке 2 приведены технологические схемы пылеподавления орошением при выемке пологих пластов механизированным комплексом и струговой выемке [4].

\Технологические схемы пылеподавления орошением при выемке пологих пластов механизированным комплексом а) и при струговой выемке б)

1 – вентиль фланцевый; 2 – клапан редукционный; 3 – переходник; 4 – рукав напорный; 5 – фильтр штрековый; 6 – дозатор смачивателя; 7 – манометр;   8 – кран проходной муфтовый; 9 – водяная завеса; 10 – форсунка; 11 – водопровод забойный; 12 – насосная установка;13 – вентиль электромагнитный; 14 – кран трехходовой муфтовый; 15 – штрековый трубопровод; 16 и 17 – оросительные системы комбайна и крепи; 18 – автоматическое секционное орошение;

Рисунок 2 – Технологические схемы пылеподавления орошением: a) при выемке пологих пластов механизированным комплексом; б) при струговой выемке

При работе выемочной машины на пластах с высокой категорией производственных процессов по пылевому фактору может применяться также отсос и улавливание пыли, если это предусмотрено технической документацией на машину.

Применение пылеулавливающей установки, поставляемой вместе с комбайном

При проведении выработок комбайнами или применения погрузочных и буровых машин применяются средства пылеподавления, которыми комплектуются эти комбайны и машины. На пластах с высокой категорией пыльности проходческие комбайны по заявкам шахт могут дополнительно к орошению комплектоваться пылеуловителями или автономными пылеулавливающими установками (рисунок 3) [6].

Технологическая схема обеспыливания в забое с комбайновой проходкой

1 – вентиль фланцевый; 2 – клапан редукционный; 3 – переходник; 4 – рукав напорный; 5 - фильтр штрековый; 6 – дозатор смачивателя; 7– манометр; 8 – пылеулавливатель; 9 – водяная завеса; 10 – форсунка

Рисунок 3 – Технологическая схема обеспыливания в забое с комбайновой проходкой

При применении автономных пылеулавливающих установок проветривание тупиковой подготовительной выработки может быть нагнетательно–всасывающее и всасывающее. Всасывающее проветривание допускается применять в выработках не газовых шахт, нагнетательно–всасывающее проветривание с использованием автономных пылеулавливающих установок может быть применено в шахтах любой категории по метану, кроме выработок, опасных по внезапным выбросам угля и газа и суфлярам.

Водяные завесы

Остаточная запыленность воздуха по сети горных выработок, как правило, находится на относительно высоком уровне и воздушные потоки, исходящие из очистных и подготовительных выработок, а также проходящие по сети выработок, нуждаются в дополнительном обеспыливании. Для обеспыливания воздушных потоков применяем водовоздушные (туманообразующие) завесы.

Для создания водяных завес типа ВЗ-1 используют плоскоструйные форсунки.

Более эффективными являются туманообразующие завесы, создаваемые туманообразователями типа ОП-1 или ТЗ-1В. Диаметр капель образующегося тумана не превышает 10–50 микрон, поэтому распыленная вода длительное время удерживается в воздухе. Для образования водяного тумана в туманообразователи подводятся вода и сжатый воздух. При подаче сжатого воздуха и перемещения золотника вода и сжатый воздух поступают в смесительную камеру, в которой образуется водовоздушная смесь. Распыление последней происходит через кольцевую щель, при помощи которой регулируется степень дисперсности водяного тумана [1].

Очистка вентиляционных потоков от пыли водяными завесами типа ВЗ–1.

Рисунок 4 – Очистка вентиляционных потоков от пыли водяными завесами типа ВЗ-1
(анимация: 7 кадров, 5 циклов, 196 килобайт)

Орошение

Сущность пылеподавления орошением заключается в том, что при взаимодействии капли жидкости с частицей пыли происходит ее смачивание, захват каплей и осаждение получившегося агрегата – частица пыли – вода.

В системах орошения в качестве оросителей используют насадки, дающие компактную струю и универсальные форсунки, факел различной формы: конусные (КФ) – в виде сплошного конуса, зонтичные (ЗФ) – в виде полого конуса, плоскоструйные (ПФ) – в виде плоского веера. Обозначение форсунок указывает форму факела, коэффициент расхода воды и угол раствора факела. Например, форсунка КФ 1,6–75  является конусной форсункой с коэффициентом расхода воды 1,6 и углом раствора факела 750.

Эффективность Орошения зависит от удельного расхода жидкости, дисперсности капель, условий захвата каплями пылинок (скорости относительного движения частиц и капель, электрозаряженности капель), смачиваемости пыли и равномерности орошения.

При всех системах орошения обязательным является использование для очистки воды штрековых фильтров ФШ-1М, ФШ-200, ФК или ФКВ [3].

Принцип работы воздушного эжектора

Рисунок 5 – Принцип работы воздушного эжектора

Применение средств индивидуальной защит

Индивидуальная защита органов дыхания шахтеров от угольной и породной пыли осуществляется с помощью противопылевых респираторов типа Ф-62Ш, которые обеспечивают очистку вдыхаемого воздуха от пыли до предельно допустимых концентраций.

Защита органов дыхания шахтеров будет надежной и эффективной только в том случае, если респиратор правильно выбран по размеру. Правильно выбранный и подогнанный респиратор должен плотно и равномерно прилегать к лицу [5].

Выводы

В ходе выполнения магистерской работе были собраны и проанализированы материалы по ш. Трудовская,был произведен анализ применяемых на шахте способов пылеподавления, дана была оценка эффективности мероприятий, применяемых на шахте на основе вышеизложенного комплекс эффективных мероприятий для пылеподавления в горных выработках.

Список источников

  1. НПАОП 10.0–1.01–10, Правила безопасности в угольных шахтах, Киев – 2010 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ohranatruda.in.ua/pages/4955/.
  2. Руководство по борьбе с пылью в угольных шахтах,  1979.
  3. Александров С. Н., Булгаков Ю. Ф., Яйло В. В., Охрана труда в угольной промышленности: Учебное пособие для студентов горных специальностей высших учебных заведений. – Донецк. : ДонНТУ, 2005. – 520 с.
  4. Инструкция по предупреждению и локализации взрывов угольной пыли способами, основанными на применении воды, 2003.
  5. Бабокин А. О. Сборник инструкций и других нормативных документов по технике безопасности в угольной промышленности.  – М., 1986.
  6. Ищук И. Г., Поздняков Г. А. Средства комплексного обеспыливания горных предприятий: Справочник. – М. : Недра, 1991. – 253 с.
  7. Артамонов В. Н., Николаев Е. Б. Способ увлажнения угольного пласта. Декларационный патент на полезную модель, (13)UА,(11)9320,(51) 7 Е21F5/05 від 15.09.2005.