Пути повышения эффективности и снижения энергоемкости процессов проветривания железорудных шахт Украины Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

-------------------------------------- © В.И. Голинько, Г.П. Криецун,

С. Б. Микрюков, И А Евстратенко,

2004

УДК 622.454.3

В.И. Голинько, Г.П. Криецун, С.Б. Микрюков,

И.А. Евстратенко

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ПРОЦЕССОВ ПРОВЕТРИВАНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ШАХТ УКРАИНЫ

Семинар № 5

1ГЛ афедрой аэрологии и охраны труда

-*\ Национального горного университета совместно с Криворожским военизированным горноспасательным отрядом выполнены исследования по анализу состояния проветривания действующих железорудных шахт Украины с целью последующего изыскания и разработки новых способов и средств повышения эффективности, экономичности и надежности их вентиляционных режимов. Анализ выполнен на основании материалов воздушно-депрессионных съемок шахт, проведенных Криворожским ВВДС в 2000-2003 гг., а также по результатам научно-исследовательских работ кафедры аэрологии и охраны труда НГУ, выполненных в этот же период на шахтах Криворожского железорудного бассейна.

На всех железорудных шахтах применяется всасывающий способ проветривания при фланговых схемах их вентиляции. Вентиляторы главного проветривания (ВГП) представлены только установками центробежного типа ВЦ и ВЦД, развивающими депрессию от 81,5 до 504,9 мм вод. ст. при среднем значении 228,5 мм вод. ст.

Коэффициент полезного действия (КПД) ВГП находится в пределах от 0,21 до 0,8 при его среднем значении 0,47; на пяти ВГП КПД повышает 0,6, по остальным находится ниже этого уровня (11 ВГП).

Депрессия каналов вентиляторов составляет величины от 2,8 до 46,3 % от депрессии ВГП при ее среднем значении 7,9 %. Срок эксплуатации практически всех вентиляторов превышает нормативный.

Использование производительности (подачи) ВГП характеризуется следующими средними данными, в % от подачи (рис. 1):

- полезно используемый воздух - 49,7;

- внешние утечки (подсосы) воздуха составляют 27,5 из них:

- подсосы на главных вентиляционных установках (ГВУ) - 15,3;

- подсосы через зоны обрушения - 12,2;

- внутренние утечки - 22,8, в том числе:

- общешахтные - 19,4;

- участковые - 3,9.

Распределение полезно используемого воздуха шахтных вентиляционных сетях (ШВС) железорудных шахт представлено на диаграмме (рис. 2).

Здесь, в отличие от угольных шахт, необходимо отметить существенную разницу в расходе воздуха на очистные работы 24,2 % от Qm по сравнению с 36,2 % - на подготовительные работы (в 1,5 раза). Это в определенной мере объяснимо масштабами подготовительных работ на этих шахтах и тем, что количество воздуха для очистных работ определяется в большинстве случаев минимальной скоростью его движения, что во многих случаях, по нашему

На основании анализа состояния вентиляции шахт выявлены и обобщены основные, характерные для всех железорудных шахт недостатки [1, 2] в их проветривании, которые сводятся к следующему:

- существенный, превышающий нормативные требования, непроизводительный расход воздуха, обусловленный низким аэродинамическим качеством как поверхностных, так и подземных вентиляционных сооружений из-за их высокой воздухопроницаемости;

- при сложных ШВС, которыми характеризуется эти шахты, отсутствуют эффективные способы и технические средства обеспечения в них оптимального воздухораспределения;

- низкий КПД ВГП, обусловленный в большинстве случаев несоответствием аэродинамических характеристик вентиляторов и шахтной вентиляционной сети;

- недостаточное количество воздуха для очистных работ, в результате чего наблюдается образование опасных газовых ситуаций при нормальном режиме проветривания [3];

- низкая экономичность вентиляционных систем, обуславливающая высокий удельный расход свежего воздуха на одну тонну руды, достигающий 8 и более тыс. м3.

Для устранения указанных недостатков в проветривании шахт кафедрой аэрологии и охраны труда НГУ разработаны способы и средства улучшения качественных и количествен-

ные. 1. Структура использования подачи ГВУ железорудных шахт Украины (в % от Qe)

ных характеристик их вентиляции, основанные на использовании элементов современных технологий и применении новых материалов.

Все мероприятия, направленные на улучшение состояния проветривания железорудных шахт, можно объединить в три группы:

1. Мероприятия, направленные на снижение непроизводительного расхода воздуха в вентиляционных системах шахт. К ним относятся: герметизация вспененными армированными герметизирующими составами вентиляционных сооружений, пленочная герметизация зон обрушения выработанных пространств вентиляционных сооружений, бутовых полос, двухсторонние фартучные уплотнения периметров ляд, створок технологических проемов и дверей.

Эти способы и средства не требуют существенных капитальных затрат, они могут быть выполнены силами участков ВТБ шахт, но при этом отличаются высокой эффективностью, что позволяет снизить непроизводительный расход воздуха до нормативных величин, обеспечив тем самым более высокие значения КПД ГВУ.

2. Мероприятия, предназначенные для обеспечения оптимального воздухораспределения в ШВС при различных вентиляционных режимах. Здесь обоснован как наиболее эффективный и наиболее экономически выгодный узловой метод управления воздухораспределе-нием применительно к сложным в топологическом отношении сетям. Его суть заключается в том, что регуляторы воздухораспределителя должны устанавливаться в узлах ШВС, а не в ветвях, как это было до настоящего времени. С этой целью разработаны принципиально новые конструкции узловых многопозиционных регуляторов воздухораспределения для сопряжений горных выработок, отличающиеся простотой и высокой эффективностью работы с возможностью использования их в качестве многоцелевых противопожарных дверей. Кроме того, разработан аэродинамически совер-

шенный узловой регулятор воздухораспределе-ния, отличающийся незначительным коэффициентом местного сопротивления.

3. Мероприятия, направленные на предотвращение образования опасных значений концентраций вредных газов, образующихся при взрывных работах, в выходящих в примыкающие к камерам выработки при очистной выемке руды при нормальном режиме вентиляции. С этой целью разработаны конструкции фильтрационных вентиляционных перемычек, предотвращающих образование высоких концен-

1. Клебанов Ф.С. Воздух в шахте. - М.: Имидж, 1975. - 345 с.

2. Мясников A.A., Миллер Ю.А., Комаров Н.Е. Вентиляционные сооружения в угольных шахтах. - М.: Недра. - 189 с.

Рис. 2. Распределение полезно используемого воздуха в ШВС (в % от Qm)

траций токсичных газов на рабочих местах при их внезапном выходе (всплеске).

Разработанные мероприятия, способы и средства для их реализации повышают эффективность, экономичность и надежность вентиляционных режимов железорудных шахт и позволяют существенно улучшить условия труда горнорабочих и повысить его безопасность.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Борьба с пылью и вредными газами в железорудных шахтах /А.П.Янов, В.С.Ващенко, Ф.Г.Гагауз и др. -М.: Недра, 1984. - 251 с.

— Коротко об авторах

Голинько В.И., Кривцун Г.П., Микрюков С.Б. - Национальный горный университет, Украина. Евстратенко ИА. - Криворожский военизированный горноспасательный отряд.

------Ф

^-------

----------------------------------------------- © Е.А. Колесниченко,

И.Е. Колесниченко, 2004

УДК 622.333

Е.А. Колесниченко, И.Е. Колесниченко

АНАЛИЗ ПРИЧИН И ВОЗМОЖНЫЕ МЕТОДЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВОВ МЕТАНА И ПОЖАРОВ В ШАХТАХ РОССИИ

Семинар № 5

Угледобывающие шахты в соответствии с Законом о промышленной безопасности [1] отнесены к опасным производственным объектам. При подземной разработке месторождений угля человек сталкивается с особенно сильным влиянием природных факторов на создание опасных условий труда. К

наиболее опасным производственным факторам относится выделение метана из массива в образуемое в результате выемки угля и породы пространство и формирование взрывоопасной смеси при смешивании с шахтным воздухом, а также самовозгорание угля.