1. Требования правил безопасности к контролю вентиляции шахт
Вентиляция шахт характеризуется значительной динамикой параметров определяющих качество и состояние проветривания. Поэтому состояние вентиляции шахт систематически контролируется.
В соответствии с действующими ПБ систематическому контролю подлежат следующие параметры вентиляции:
1. Расход и скорость движения воздуха, проходящего по выработкам и через каналы вентиляторов;
2. Концентрация кислорода и углекислого газа — во всех случаях анализа состава воздуха; вентиляция воздух газовый
3. Концентрация метана — при анализе состава воздуха в газовых шахтах;
4. Концентрация окиси углерода — при разработке пластов склонных к самовозгоранию;
5. Концентрация окислов азота — при анализе состава воздуха после взрывных работ;
6. Концентрация водорода в зарядных камерах;
7. Температура воздуха;
8. Относительная влажность воздуха при его температуре более 200 С.
Кроме этого производится контроль режима работы вентиляторов главного и местного проветривания.
Результаты контроля по всем его видам заносятся в соответствующие книги и журналы, а основные его параметры наносятся на вентиляционные планы.
2. Контроль расхода и скорости движения воздуха
Согласно требованиям ПБ проверка расхода воздуха и его расхода должна производятся:
- В исходящих струях очистных подготовительных выработок, выемочных участков, крыльев, пластов, горизонтов и шахт в целом;
- В поступающих главных вентиляционных струях шахт, в местах разветвлений поступающих струй, у забоев очистных и подготовительных выработок, у вентиляторов местного проветривания;
- В поступающих или исходящих струях камер общешахтного назначения.
Периодичность контроля расхода воздуха и его состава должна составлять:
- в выработках негазовых шахт, шахт 1-й и 2-й категории по газу, а также в камерах не реже одного раза в месяц;
- в выработках шахт 3-й категории не реже двух раз в месяц;
- в выработках сверхкатегорных шахт и шахт, опасных по внезапным выбросам не реже трех раз в месяц.
Расход воздуха у вентиляторов местного проветривания необходимо контролировать не реже одного раза в месяц.
Метод дегазации угольных шахт с помощью сепаратора СЦВ
... метод дегазация угольных шахт с помощью сепаратора СЦВ-7. Российская Федерация обладает развитой угольной ... был и остается метан угольных пластов. Взрывы и выбросы метана являются ... метановых залежей: абсорбция (поглощение), адсорбция (концентрация), растворенный газ и свободный газ. ... направлений снижения отрицательного воздействия угольной промышленности на атмосферный воздух и повышения уровня ...
Определение объемного расхода воздуха в любом сечении горной выработки осуществляется путем непосредственного измерения сечения выработки и средней скорости движения воздуха
Q=60 S Vср м3/мин (1)
где Q — расход воздуха, м3/мин;
- S — поперечное сечение выработки в свету,м2;
- Vср — средняя по сечению выработки скорость движения воздуха, м/с.
На основных вентиляционных струях оборудуются специальные замерные станции, которые представляют собой участки выработок длиной до 10 м с выдержанным сечением. На станциях имеется специальная доска, на которой указывается сечение выработки и расход воздуха. В остальных случаях (пунктах) контроля сечение измеряется каждый раз при измерениях скорости движения воздуха.
При трапециевидной форме поперечного сечения выработки ее площадь определяется по формуле
S=0.5 H (a+b), м2 (2)
где Н — высота выработки от уровня головки рельсов до верхняка, м;
a — размер по почве выработки, м
b — размер по кровле выработки.
При арочной форме поперечного сечения, если выработка не деформирована
S=0.5 (a+b)+0.67 (H-1) b, м2 (3)
где b — размер выработки на высоте 1 м от уровня головки рельсов, м.
Если выработка деформирована необходимо разбить сечение на отдельные геометрические фигуры и определить площадь каждой фигуры, а затем их сумму.
Измерение скорости движения воздуха осуществляется анемометрами. На практике широко используется крыльчатые анемометры типа АСО-3, позволяющие измерять скорость движения воздухаот 0.3 до 5.0 м/с. Чашечные анемометры типа МС-13, используются для измерения скорости движения воздуха в пределах от 1 до 20 с. Приборы типа АПР, позволяющие измерять скорость движения воздуха от 0.3 до 20 м/с. Анемометры типа АСО-3 и МС-13 измеряют не скорость движения воздуха, а число оборотов вертушки (крыльчатки) за определенный промежуток времени (время замера).
Затем определяют число оборотов в секунду и по графику скорость движения воздуха м/с. Анемометрами типа АПР измеряется непосредственно скорость движения воздуха в точке замера.
Результаты замеров расхода воздуха и данные о составе воздуха должны заносится в вентиляционный журнал (форма 2).
3. Контроль концентрации метана в горных выработках
В зависимости от категории шахты по газу для контроля содержания метана в действующих горных выработках должны применятся приборы и аппаратура, которые представлены в (табл.1)
Таблица 1 — Приборы и аппаратура применяемые для контроля содержания метана в действующих горных выработках в зависимости от категории шахты по газу
|
Категория шахты по газу |
Тип приборов (аппаратура) |
||||
|
переносные эпизодического действия |
переносные автоматичес-кие на СН4 |
стационарные автоматичес-кие на СН4 |
|||
|
на СН4 |
на СО2 |
||||
|
Негазовые |
+ |
+ |
— |
— |
|
|
1 и 2 категории |
+ |
+ |
+ |
— |
|
|
3 категории сверхкатегорные и опасные по внезапным выбросам. |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
В шахтах 3-й категории, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам контроль содержания метана у проходческих и выемочных комбайнов и врубовых машин должен производится при помощи встроенных автоматических приборов.
В шахтах, опасных по внезапным выбросам, все рабочие, ведущие работы в тупиковых и очистных выработках с исходящими вентиляционными струями, должны обеспечиваться индивидуальными сигнализаторами метана, совмещенными с шахтными головными светильниками.
Требования ПБ к контролю концентрации метана
Согласно требований ПБ контроль концентрации метана в газовых шахтах должен производится во всех выработках, где может выделяться или скапливаться метан. Места и периодичность замеров устанавливаются начальником участка ВТБ и утверждаются главным инженером шахты. При этом должны выполнятся следующие требования:
1. У забоев действующих тупиковых выработок, в исходящих вентиляционных струях тупиковых выработок и выемочных участков замеры канцентрации метана должны выполняться сменными руководителями работ участков, бригадирами (звеньевыми), работниками участка ВТБ.
При отсутствии автоматического контроля содержания метана замеры должны выполнятся: в шахтах 1-й и 2-йкатегорий-не менее дух раз в смену, в шахтах 3-й категории и выше — не менее трех раз в смену. Один из замеров должен выполняться в начале смены. При этом не реже одного раза в смену замеры должны выполнятся работниками участка ВТБ.
При автоматическом контроле содержания метана при помощи только переносных приборов работники участка ВТБ должны выполнять замеры в шахтах 1-й и 2-йкатегорий- не реже одного раза в сутки, в шахтах 3-й категории и выше не реже одного раза в смену. В тупиковых выработках и на выемочных участках шахт 3-й категории и выше, оборудованных стационарной автоматической аппаратурой контроля содержания метана, работники участка ВТБ должны выполнять замеры не реже одного раза в сутки.
2. В поступающих в тупиковые и очистные выработки и выемочные участки вентиляционных струях, в недействующих тупиковых и очистных выработках и их исходящих струях, в исходящих вентиляционных струях крыльев и шахт, а также на пластах, где выделение метана не наблюдалось, и в прочих выработках замеры концентрации метана должны выполняться работниками участка ВТБ не реже одного раза в сутки.
3. В машинных камерах замеры концентрации метана должны выполняться сменными должностными лицами участков или персоналом, обслуживающим камеры, не реже одного раза в смену и работниками участка ВТБ-не реже одного раза в сутки.
4. В стволах, переведенных на газовый режим, контроль концентрации метана должен осуществляться работниками участка ВТБ. При автоматическом контроле содержания метана при помощи только переносных автоматических приборов работники участка ВТБ должны выполнять замеры концентрации метана не реже одного раза в смену, при использовании стационарной автоматической аппаратуры- не реже одного раза в сутки.
Результаты замеров заносятся на доски замеров в наряд путевки и в Книгу замеров метана и учета загазирований.
4. Контроль вентиляции шахт методом депрессионных съемок
Согласно требований ПБ, на каждой шахте не реже одного раза в три года должна производится депрессионная съемка, результаты которой используются при расчетах вентиляции и разработке мероприятий по обеспечению надежного проветривания выработок шахты с учетом программы развития горных работ.
При проведении депрессионных съемок определяются следующие параметры:
- Расходы воздуха во всех выработках шахты;
- Депрессии всех выработок шахты;
- Температура и относительная влажность воздуха в выработках.
По результатам депрессионной съемки определяются аэродинамическое сопротивление всех выработок и вентиляционной сети, выполняется анализ режимов работы вентиляторов на сеть, производится анализ состояния проветривания шахты, определяются узкие места в состоянии проветривания и разрабатываются мероприятия по их ликвидации.
Депрессионные съемки выполняются специализированными взводами ГВГСС по производству депрессионных и газовых съемок.
При производстве депрессионных съемок используются следующие приборы:
- Микроманометры типа ММН-240;
- Воздухомерные трубки;
- Резиновые трубки диаметром 5-6 мм и длиной 100-120 м;
- Микробарометры типа МБ-63-I, МБ-63-II;
- Аспирационный психрометр;
- Секундомер и матерчатая рулетка длиной 20 м.
При производстве депрессионных съемок микроманометрами выполняется непосредственное измерение депрессии небольшими участками длиной 100-120 м. Затем депрессии участков суммируется и определяется депрессии отдельных выработок. Метод отличается высокой точностью, но очень трудоемкий.
При производстве депрессионных съемок высокоточными барометрами измеряется давление в начале и конце выработки, а депрессия выработки рассчитывается по формуле
h=P1-(P2±)±(Pк.2-Pк.1) (4)
где P1, P2 статическое давление измеренное в начале и конце выработки соответственно, мм. рт. ст;
- среднее значение удельного веса воздуха в выработке, кг/м3,
= (5)
- удельный вес воздуха в начале и конце выработки соответственно, кг/м3;
- разность абсолютных отметок точек наблюдений, м;
- Pк.2, Pк.1 — показания контрольного барометра на поверхности в время измерения давления в шахте в конце и начале выработки соответственно, мм.
рт. ст;
- Метод отличается незначительной трудоемкостью, но не высокой точностью особенно при измерении депрессии малой величины. Кроме этого измерение депрессии этим методом возможно только между пунктами высотные отметки которых известны.
5. Контроль вентиляции шахт методом газовых съемок
Цель проведения газовых съемок
Съемки проводятся на газовых шахтах с целью определения:
- Абсолютной метанообильности горных выработок;
- Коэффициента неравномерности метановыделения;
- Газового баланса выемочных участков, крыльев, горизонтов и шахты в целом.
К элементам, составляющим газовый баланс выемочного участка, относится количество метана:
1. Поступающее на выемочный участок;
2. Выделяющееся из разрабатываемого пласта в призабойное пространство очистного забоя;
3. Выделяющееся из разрабатываемого пласта в подготовительные выработки, находящиеся в пределах участка;
4. Выделяющееся из выработанного пространства в призабойное пространство очистного забоя;
5. Выделяющееся в исходящую струю очистного забоя и выемочного участка.
К элементам, составляющим газовый баланс крыла, горизонта, и шахты в целом относится количество метана выделяющееся:
1. В выработки, по которым поступает свежий воздух на выемочные участки и обособленно проветриваемые подготовительные выработки;
2. Из всех выемочных участков, находящихся в пределах соответствующего крала, горизонта, шахты;
3. Из всех обособленно проветриваемых подготовительных выработок, находящихся за пределами выемочных участков;
4. Из выработанных пространств ранее отработанных этажей, горизонтов в выработки, по которым движется исходящая струя воздуха за пределами участков и обособленно проветриваемых выработок.
Выбор выемочного участка для проведения газовой съемки
Выбранный для проведения газовой съемки выемочный участок должен отвечать следующим требованиям:
- Очистной забой недолжен находится в зоне дизъюктивного геологического нарушения;
- Расстояние очистного забоя от разрезной печи должно быть таким, чтобы на выемочном участке уже произошла осадка основной кровли;
- В призабойном пространстве очистного забоя и в других выработках выемочного участка не должно быть действующих суфляров;
- Месячная скорость подвигания очистного забоя в течении трех месяцев до производства газовой съемки не должна разниться более чем на 30 %;
- В период проведения газовой съемки не должно происходить изменений режима выемки угля, работы вентиляторных и дегазационных установок, схемы проветривания участков и расхода воздуха поступающего в горные выработки.
Выбор мест расположения замерных станций
Замерные станции в пределах выемочного участка располагаются таким образом, чтобы в результате проведения газовой съемки были определены все составляющие газового баланса выемочного участка. Поэтому замерные станции необходимо располагать в следующих местах:
- В начале выработки, по которой воздух поступает на выемочный участок;
- На свежей струе воздуха перед поступлением его в очистной забой;
- Вблизи очистного забоя, в опережающей его тупиковой выработке;
- В призабойном пространстве очистного забоя, вблизи сопряжения егос выработкой, в которую поступает исходящая струя воздуха, в этом пункте производятся поперечные газовые съемки;
- Вблизи очистного забоя в выработке с исходящей струей воздуха;
- В выработке, по которой поступает подсвежающая вентиляционная струя;
- В выработках по которым движется исходящий из очистного забоя воздух, вблизи выхода его из выемочного участка.
Замерные пункты должны находиться в 15-20 м от разветвлений, слияний вентиляционных струй и от очистных забоев. В каждом конкретном случае места расположения замерных станций зависит от схемы проветривания выемочного участка и цели проведения газовой съемки.
Например, на (рис.1) показаны места расположения замерных пунктов для прямоточной схемы проветривания выемочного участка с подсвежением исходящей вентиляционной струи и ее выдачей на выработанное пространство.
В указанных пунктах измеряется поперечное сечение выработки в свету, скорость движения воздуха, а также отбираются пробы воздуха с последующим его анализом в лаборатории. По результатам измерений определяется абсолютная метанообильность во всех пунктах при каждом измерении, а также ее среднее значение за период проведения съемки
Ii= (6)
Iср.= (7)
где Ci — концентрация метана при i-том замере, %;
- Qi — расход воздуха при i-том замере, м3/мин;
- Ni — число замеров.
Для определения среднего значения метановыделения продолжительность наблюдений должна составлять в пунктах 1, 2, 3, 4 — 6 — 8 часов, в пунктах 5, 6 — 12 — 14 часов в пунктах 8 ,9, 10 — 72часа. Интервал между замерами 30 мин.
Для определения доли метановыделения из выработанного пространства в призабойное и доли метановыделения из пласта в пункте 7 на расстоянии 10-15 м от соряжения лавы с конвейерным бремсбергом (вентиляционным штреком) выполняется поперечная газовая съемка. Место проведения съемки очищается от посторонних предметов (куски породы, лесоматериал и т.п.) и намечается 4-6 точек, в которых измеряется скорость движения воздуха и отбираются пробы воздуха (рис.2).
По результатам измерений в системе координат ci L строится график изменения концентрации метана в зависимости от расстояния от плоскости забоя f (ci) (рис 3).
Если график имеет пологопадающий характер в сторону выработанного пространства (кривая 1) выделение метана из выработанного пространства в призабойное не происходит. Если график имеет минимум (кривая 2) выделение метана из выработанного пространства в призабойное происходит. Для определения доли выделения метана из выработанного в призабойное в системе координат ci mi vi и L строится график функции f (ci mi vi) (кривая 3).
Затем из точки минимума на кривой 2 (точка А) восстанавливается перпендикуляр на кривую 3. Доля выделения метана из выработанного пространства в призабойное определяется как отношение площади фигуры NLED к площади фигуры ОМNLED
Kв.п= (8)
Доля выделения метана из пласта в призабойное пространство определяется как отношение площади фигуры ONDO к площади фигуры ОМNLED
Kпл=(9)
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/ventilyatsiya-shaht/
1. К.З. Ушаков, А.С. Бурчаков «Аэрология горных предприятий» М. «Недра» 1987.
2. К.З. Ушаков, А.С. Бурчаков «Рудничная аэрология» М. «Недра» 1978.
3. Г.Л.Пигида, Е.А. Будзило, Н.И.Горбунов «Аэродинамические расчеты по рудничной аэрологии в примерах и задачах», Киев 1992.
4. Ф.А. Абрамов, В.А. Бойко «Лабораторный практикум по рудничной вентиляции» М. «Недра» 1966.
5. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Киев 1994.
6. Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. Часть 1, М., 1979.
