CC BY
7
7. Способы преодоления естественной тяги при проветривании пакетных карьерных тоннелей / В А Ярцев. В.К. Рожнева. В В. Токмаков // Изв УГГГА. Сер : Горное дело - Екатеринбург. - 1998 - Вып 7.-С. 127-130.
8 Ярцев В.Л. Фесенко СЛ. Транспорт глубоких карьеров // Горный журнал 19X8 - № 12 - С. 24-
27.
УДК 622.822.22:622 543
В.П. Тюлькин
ОЦЕНКА ПОЖАРООПАСНОСТИ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ ПЛАСТОВ НАКЛОННЫМИ СЛОЯМИ С ПОГАШЕНИЕМ ВРЕМЕННО ОСТАВЛЯЕМЫХ ЦЕЛИКОВ УГЛЯ НА ШАХТАХ ЧЕЛЯБИНСКОГО БАССЕЙНА
Эндогенная пожароопасность систем разработки пластов самовозгорающегося угля определяется характером распространения потерь угля по площади выработанного пространства, величиной и продолжительностью притока к разрыхленном) углю воздуха и содержанием в нем кислорода.
Анализ эксплуатационных потерь угля на шахтах Челябинского бассейна показывает, что при разработке мощных пластов потери угля в выработанном пространстве имеются при работе всех лав. Значительные массы разрыхленного угля остаются в завале при обрушении подкровельных и межслоевых пачек в подготовительных и очистных выработках. Особенно большие потери наблюдались при разработке пласта Чумлякского на шахте "Коркинская", где потери по мощности составляли около 80 % общих потерь. При отработке отдельных лав потерн в межслоевых пачках достигали свыше 120 тыс.т.
Однако опыт работы шахт и многочисленные наблюдения показывают, что эндогенный пожар может возникнуть только при определенной скорости фильтрации воздуха через разрыхленные скопления утля в течение времени, равном или превышающем продолжительность инкубационного периода самовозгорания угля
Исследованиями ВостНИИ [21 доказано, что при скорости фильтрации воздуха через разрыхленный уголь менее 0.1 и более О 9 м/мин спмовотгорание угля не происходит: при нижнем пределе - в результате снижения содержания кислорода в потоке возду ха до пожаробезопасной величины (8 10 %) за счет сорбции его углем, выделения метана и продуктов окисления угля; при верхнем пределе - в результате конвекции значительной доли генерируемого тепла Наиболее благоприятные условия для самовозгорания угля наблюдаются при скоростях фильтрации воздуха, равных 0,3...0,5 м/мин.
Величина и продолжительность притока возду ха к разрыхленным скоп.иниям угля зависят от параметров системы разработки, схемы и режима проветривания выемочных участков Изменение их позволяет регулировать ширину пожароопасной зоны в выработанном пространстве и продолжительность притока в нее воздуха.
При пожаробезопасных параметрах систем разработки, схемах и режимах проветривания время перемещения пожароопасной зоны в выработанном пространстве не должно превышать продолжительности инкубационного периода самовозгорания угля. Следовательно, оценку степени пожароопасности параметров технологических схем отработки пластов и вентиляционных схем можно производить по показателю А", равному отношению времени перемещения пожароопасной зоны в выработанном пространстве г (мес) к продолжительности инкубационного периода гинг (мес). т е
к
//
'тис Т ' ' инк
(I)
где Н - ширина пожароопасной зоны в выработанном пространсыс по направлению подвиганим очистного забоя, м: V - скорость подвигания очистного забоя, м/меч
По рекомендациям ВостНИИ [1| при значении показателя А\ I параметры технологической схемы следует считать пожароопасными, при значениях от 1 до 0.5 - малоопасными, а при К £ 0,5 - неопасными.
Ширина провстривасмсй зоны выработанного пространства для конкретных горногеологических и горнотехнических условий может определяться экспериментально, что крайне трудоемко и дорого, или при математическом моделировании распределения фильтрационных потоков воздуха в обрушенных породах с помощью разработанных алгоритмов и программ на ЭВМ [3,4]
Расчетная схема моделирования фильтрации воздуха в выработанном пространстве при отработке мощных пологих пластов наклонными слоями по схеме "слой - пласт" с погашением временно оставляемого целика угля между выемочными столбами показана на рис.1.
Рис I Расчетная схем;) к задаче о моделировании фильтрации воздуха
в оЗр) шейных породах при последовательной отработке слоев мощного пласта с погашением временно оставляемых целиков
Давление воздуха в выработанном пространстве при однородном, плоско-параллельном и стационарном потоке подчиняется двучленному закону и описывается уравнением (3]
('т
ГШ с(
с >
с* с>
у,' дт Г,' СП!
) » д> 112 /•■», 1 р с -
г- = (I
(2)
при граничных условиях:
д т д-
\но
дт | д>
д т
ОД"
д>
дт
д>
Ли
я О
(3)
где Р - давление воздуха. Па: / - коэффициент .макрошероховатости, и2: к - коэффициент проницаемости, м: ц - вязкость воздуха, н-с/м2: р- плотность воздуха, кг/м': х, у - координаты точек выработанного пространства, м
Изменения давления воздуха вдоль лав I и 2 и в оконтуриг.ающем приссчном штреке при наличии рассредоточенных утечек записываются в виде
ди „ у од л р-и д-
- = 2/> • —--+---
|3\ I" Л р
при граничных условиях: в точках А и О
в точках И и Е
р$=ро> о!?о%'*о„-.
(5)
(6)
где /. - коэффициент аэродинамического сопротивления выработки; Г - площадь поперечного сечения выработки. м:: П - периметр выработки, м; ф - длина элементарного участка выработки, м: <2 • расход
3 ' '
воздуха по выработке, м /с; Ро, Р0 - давление воздуха на входах в лавы 2 и 1, Па: £)0. О о ~ расход
воздуха на входах в лавы 2 и 1, м /с; Цвш . Qвш - расход воздуха на входе в вентиляционные штреки лав.
Скорость фильтрации воздуха в выработанном пространстве и (м/мин) определяется по формуле
. О)
где и*. иу - составляющие скоростей фильтрации воздуха вдоль осей координат, м/.мин:
2 рк \{2-р к) р дх
(X)
и.,
а (
Р ду
2 р к \{2 р к_
При моделировании распределения давления и скоростей фильтрации воздуха в выработанном пространстве применительно к рассматриваемой технологической схеме отработки мощного пласта использована программа, разработанная ВостНИИ для ЭВМ «Минск-32» (З). которая была откорректирована с целью возможности использования ее на ЭВМ «ЕС-1020 и персональных компьютерах.
Рис.2. Изменение скорости фильтрации воздуха в зависимости от расстояния до очистного зг.боя:
1,2,3 - скорости подвигания очистного ибоя 20, 50, 80 м/мес соответственно
.0 Та-Й-АО-33"
Расыояние до очистного *абоя,м
Моделирование распределения воздуха в выработанном пространстве позволило установить влияние основных технологических и вентиляционных параметров на распределение потоков воздуха и ширину пожароопасных зон в выработанном пространстве действующих смежных очистных забоев.
Установлено, что существенное влияние на характер распределения воздуха в выработанном пространстве оказывает скорость подвигания очистного забоя. Как видно из рис.2, с увеличенном скорости подвигания очистного забоя от 20 до 80 м/мес на расстоянии 10 м от очистного забоя в глубь выработанного пространства скорость фильтрации воздуха (при перепаде давления по лаве равным 10 Па) возрастает с 0,3 до 0,8 м/.мин На расстоянии от очистного забоя свыше 50 м влияние данного фактора хотя и наблюдается, однако весьма незначительно.
На рис.3 (кривая /) показано влияние скорости подвигання очистного забоя на ширит пожароопасной зоны Наиболее заметное влияние скорости подвигання очистного забоя наблюдается в диапазоне от 10 до 70 м/мес Дальнейшее увеличение скорости подвигання лавы практически не оказывает влияния на ширину пожароопасной зоны Как видно из рис 4. при продолжительности инкубационного периода самовозгорания угля т, . равному 1 месяцу, пожаробезопасной для рассматриваемых условий является скорость подвигання очистного забоя свыше 50...60 м/мес.
80
60
1 I
20
- I ___.!
. --- ■ ....... —
/ / —«:- -
/ / • i _
Скорость лообигания заБоя,м;мес
Перепой дйб.-ммия по , По°
но
2 4 6 В Ю 12
Рос ход быдуха но Ь%оде Ь лсЬу, mVc
Рис.3. Влияние на ширину пожароопасной юны скорости подвигання очистного забоя (/). перепада давления по лаве (2) и
расхода во шха на в\оде в лаву (3)
Из рис.3 (кривая 2) видно, что наряду со скоростью подвигання очистного забоя определяющим фактором, от которого зависит пожароопасность системы разработки, является перепад давления по лаве. Если скорость подвигання лавы оказывает влияние на величины скоростей движения воздуха за счет изменения коэффициентов проницаемости и макрошероховатости обрушенных пород, то перепад давления по лаве в основном определяет градиенты давления воздуха в выработанном пространстве Наибольшее влияние перепада давления на ширину пожароопасной зоны наблюдается в диапазоне до 20...50 Па.
Существенное влияние на характер распределения воздуха в выработанном пространстве оказывает расход воздуха на входе в лаву. При прочих равных условиях расход воздчла определяет величину перепада давления по лаве, поэтому влияние данного фактора на ширит пожарной зоны примерно аналогично влиянию перепада давления по лаве При увеличении расхода воздуха от 2 до 12 м7с ширина пожароопасной зоны увеличивается более чем в 12 раз: с 5 до 65 м Это указывает на то. что необоснованное увеличение расхода воздуха по сравнению с расчетным значительно повышает эндогенную пожароопасность выемочных полей.
Рис 4. Зависимость показателя пожаро-опасности от скорости подвигання очистного забоя при продолжительности инкубационного периода самовозгорания угля:
1 - 0,5 мое, 2-1,0 мое: 3- 1,5 мое. 4 - 2.0 мое
:г...... ! \ « у .. ... ! |
\ 4 \
— — — -V 1
\ч з
i_ J ч 1 ===
Моделирование показало, что изменение опережения межд> смежными лавами в диапазоне от 150 до 350 м практически не оказывает влияния на характер <|юрмироиания фильтрационных потоков воздуха и размеры пожароопасных зон в выработанных пространствах лав.
Изменение перепада давления межд\ смежными лавами от 51) до 3 И) Па при опережении межд\ ними, равном 250 .350 м. также не оказывает заметного влияния на величины скоростей
фильтрации воздуха в пределах пожароопасных зон. примыкающих к очне ным забоям, и их размеры.
Следовательно, при значительном расстоянии между смежными лава\ и и выработанном пространстве существует аэродинамический барьер, что подтверждается весьма незначительными скоростями воздушного потока за пределами пожароопасной зоны в выработанном пространстве верхней лавы (менее 0.02 м/мнн) и многочисленными результатами газовых съемок на шахтах Челябинского бассейна.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК*
1. Временное руководство по выбору технологических схем проветрикания и управления стовыоелением на выемочных участках ВостНИИ - М . 1984. - 77 с.
2. Линденау //.//.. Маевская В А!.. Крылов В.Ф. Происхождение, профи.тактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах. -М.: Недра. 1977. - 320 с.
3. Программы «Поиск» для оценки технологических схем очистных работ по фактору эндогенной пожароопасности (для ЭВМ «Минск-32»). - Кемерово: ВостНИИ. 1979. - 56 с.
4. Тюлькин В.П. Моделирование фильтрационных потоков воздуха в выработанном пространстве при разработке мощных пологих пластов наклонными слоями // Технология подземной разработки месторождений. Вып.4.: Межвуз. науч. тс.мат. сб. - Свердловск: Изд-во СГИ. 1987 - С. "-12.
УДК 622.684 628.511
Э.В.Горшков
УГГГА В. Л. Моги лат
УЛГА
ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ТРУДА ВОДИТЕЛЬСКОГО ПЕРСОНАЛА И УРОВНЯ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ 110-170 т
В условиях Первомайского карьера Северного ГОКа проведены эксплуатационные испытания автосамосвала КАТ-789 фирмы иКатерпиллер" (США), имеющего наибольшую (170 т) грузоподъемность в ряду моделей с гидромеханической трансмиссией
Автосамосвал оборудован стандартной кабиной, имеющей конструкцию, защищающие водителя при опрокидывании машины. Кабина располагается над передними колесами автомобиля и обеспечивает хорошую видимость поверхности дороги спереди и сбоку Плоша ть переднего стекла машины 1,05, заднего - 0.44 м . Визуальный индикатор предупреждает оператора о том, что кузов полностью опущен
Кабина крепится к раме посредством виброизоляторов Полностью регулируемое и подрессоренное сиденье для оператора и мягкое сиденье для второго работника снабжены ремнями безопасности
На приборном щитке, наряду с контрольно-измерительными приорами, размещена электронная контрольная система, которая предупреждает оператора о возможных неполадках в системах автомобиля.
Рычаг управления автоматической коробкой передач находится справа от оператора, что повышает эффективность управления. Рулевое колесо можно регулировать нверх и вниз в пределах 22°.
В кабине имеется устройство для кондиционирования воздчха Отфильтрованный воздух под давлением нагнетается в кабину, что предотвращает попадание пыли.
